Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Reaktive Modifizierung von Stärke und Hemicellulosen als Komponenten für Klebstoffe und Beschichtungen: Teilvorhaben 2: Vernetzungs- und Materialcharakterisierung

Anschrift
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein - Fraunhofer-Einrichtung für Polymermaterialien und Composite (PYCO) des Fraunhofer IAP
Kantstr. 55
14513 Teltow
Kontakt
Dr. habil. Hartmut Krüger
Tel: +49 3328 46-258
E-Mail: krueger@epc.izm.fhg.de;juergen.schneider@epc.izm.fhg.de
FKZ
22003000
Anfang
01.10.2000
Ende
30.09.2003
Ergebnisdarstellung
Zu Beginn des Projekts wurde durch die Untersuchung und Charakterisierung von Standardklebstoffen auf Basis synthetischer Polyole die Aussagefähigkeit von Charakterisierungsmethoden bezüglich der Bewertung der neu entwickelten Polyurethan-Klebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe überprüft. Im Mittelpunkt der weiteren Untersuchungen standen dann Untersuchungen zum Verlauf der Polymerbildung und zur klebetechnischen Charakterisierung von Polyurethan-Polymeren und -Prepolymeren auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Der Reaktionsverlauf bei der Herstellung von Polyurethan-Prepolymeren aus nachwachsenden Rohstoffen wurde an Abmischungen von Rizinusölacetat und reaktionsträgerem Stärkemischester untersucht, da reine Stärkeester-basierte Polyurethane nicht die technischen Anforderungen erfüllten. Es konnte gezeigt werden, dass die Herstellung von Prepolymeren aus derartigen Mischungen bis zu einem Anteil von 20 Gew.% Stärkeester möglich ist, wenn die Reaktion in einem geeigneten Lösungsmittel und unter Verwendung eines Katalysators durchgeführt wird. Höhere Anteile an Stärkeestern führten zur Gelbildung; die Herstellung von Prepolymeren war nicht mehr möglich. So wie Stärkeester-basierte Polyurethane erwiesen sich jedoch auch deren Abmischungen mit Rizinusöl als nicht geeignet hinsichtlich ihrer klebstofftechnischen Eigenschaften und Lagerstabilität. Nur die zu vergleichenden Zwecken hergestellten Polyurethane basierend auf reinem modifiziertem Rizinusöl erfüllten die technischen Anforderungen. Die Charakterisierung von fünf Prepolymerklebstoffmustern daraus bei JOWAT ergab, dass eine teilweise Substitution von synthetischen Polyolen durch Rizinusöl und/oder modifiziertes Rizinusöl möglich ist. Ein Ersatz oder Teilersatz des Rizinusöls durch Sonnenblumenöl führte zu einer Verschlechterung der klebstofftechnischen Eigenschaften.
Aufgabenbeschreibung
Es handelt sich um einen Verbund mit den Vorhaben FKZ 22011999 (Teilvorhaben 1) und FKZ 22003100 (Teilvorhaben 3). Gegenstand des Verbundvorhabens sind Untersuchungen zur Eignung von ausgewählten Stärken und Hemicellulosen als reaktive Komponenten für Polyurethane. Ziel ist die Formulierung neuer Klebstoffsysteme, insbesondere moderner Hotmelt-Klebstoffe, sowie Untersuchungen für die Verwendung der Polyurethane als Prepolymere. Dazu sollen verschiedene native und abgebaute Stärken und Hemicellulosen zweckmäßig chemisch modifiziert werden. Im Rahmen des Teilvorhabens 2 sollen die Grundlagen für die Verwendung der modifizierten Stärken und Hemicellulosen für Polyurethane erarbeitet werden. Dabei soll die generelle Eignung zur Ausbildung von PUR-Polymeren durch Reaktion mit verschiedenen Polyolen oder Isocyanaten festgestellt werden, wobei Möglichkeiten zur Herstellung von Netzwerkpolymeren durch chemisch oder physikalisch ermittelt werden sollen. Auf der Basis kommerzieller PUR-Klebstoffrezepturen soll untersucht werden, in wie weit die petrochemischen Basispolymere durch die Polysaccharidderivate ersetzt werden können. Dazu werden die Materialeigenschaften der resultierenden Klebstoffe und Reaktivharze auf der Basis industriell relevanter Normen abgeprüft. Die erzielten Ergebnisse dienen als erste Anhaltspunkte zur Abschätzung der Einsatzmöglichkeiten der neuen polymeren Materialien.

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