Dr. Christian Terfloth
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30.09.2003

Es wurden diverse Stärken und Hemicellulosen modifiziert und bei Jowat zu Klebstoffen formuliert. Weitere Versuchserien wurden mit Abmischungen aus Stärke- und Rizinusölderivaten bzw. derivatisierten Rizinusölen durchgeführt.Alle auf Stärkebasis hergestellten 1K-PUR Prepolymere waren nicht genügend lagerstabil, was letztendlich keine industriellen Anwendungen zulässt. Auch Optimierungsversuche führten nicht zu stabilen Klebstoffformulierungen. Gleiches gilt für alle Abmischungen aus Stärke- und Rizinusölderivaten. Einzig derivatisierte Rizinusöle zeigten im Vergleich zu allen anderen Naturstoffderivaten diesbezüglich gute Eigenschaften. Von einem prototypischen Klebstoff auf Basis von derivatvisiertem Rizinusöl konnte ein Muster im Kilogrammmaßstab hergestellt werden. Ein Austausch von Rizinusöl gegen Sonnenblumenöl gelang nicht. Diese Ansätze waren zu instabil und schon nach kurzer Zeit durchreagiert.Die mit den hergestellten Stärkederivaten formulierten 2K-PU-Systeme, PUR-Schmelzklebstoffe, thermoplastische Schmelzklebstoffe bzw. lösemittelbasierenden Schaumpolsterklebstoffen waren entweder zu inhomogen, zu instabil, nicht genügend reaktiv oder klebrig. Im Vergleich zu Standardklebstoffen, waren auch oft starke Geruchsbelästigungen zu registrieren. Auf Basis modifizierter Stärken, hier Stärkeester, unterschiedlicher Substitutionsmuster, lassen sich nach den Ergebnissen im Teilvorhaben 1 und 2, auch nach Erweiterung des ursprünglich skizzierten Anwendungsfeldes im Teilvorhaben 3, keine stabilen, anwendungstauglichen Kleb- und Beschichtungsstoffe formulieren. Die in diesem Projekt im Teilvorhaben 1 entwickelte Synthese von Rizinusölmonoestern in wässriger Phase führt dagegen zu Polyurethanen, die - wie im Teilvorhaben 2 gezeigt wurde - industrielle Anforderungen erfüllen. Auf Basis dieser Technologie konnte ein prototypischer PUR-Prepolymerklebstoff formuliert werden.

Es handelt sich um einen Verbund mit den Vorhaben FKZ 22011999 (Teilvorhaben 1) und FKZ 22003000 (Teilvorhaben 2). 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 3 sollen die modifizierten Stärken und Hemicellulosen, die aussichtsreiche Eigenschaften aufweisen, anwendungsorientierten Tests unterworfen werden. Ziel sind neuartige Formulierungen für PUR-Schmelzklebstoffe, PUR-Prepolymere und Zwei-Komponenten-Klebstoffe. Ausgangspunkt sind kommerzielle Klebstoffrezepturen, für die eine detaillierte Datenbasis als Maßstab für die Qualitätsanforderungen erarbeitet wird. Anschließend werden in systematischen Testreihen petrochemische Klebrohstoffe durch die modifizierten Polysaccharide substituiert und klebtechnisch abgeprüft (Stabilitätstests hinsichtlich der Lager- und Verarbeitungsparameter, Beurteilung der Adhäsionseigenschaften zu technisch relevanten Substraten, Messung der Kohäsionswerte durch normgerechte Festigkeitsuntersuchungen und die Beschreibung der klebtechnischen Parameter). Für erfolgversprechende Muster werden die zugehörigen Marktpotentiale abgeschätzt.