Prof. Thomas Heinze
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31.08.2008

Das Projekt diente der Erforschung und Entwicklung von Synthesestrategien von Cellulosederivaten im vergrößerten Maßstab unter Verwendung hochmolekularer Cellulosen. Mit Hilfe von anspruchsvollen Schutzgruppentechniken entstanden Methyl- und Hydroxyethylether sowie Mischether mit unterschiedlichem Verteilungsmuster. Damit wurden ausschließlich Cellulosederivate mit funktionellen Gruppen synthetisiert, die von technischer Bedeutung sind. Die wissenschaftlich-technischen Ergebnisse des Vorhabens beinhalten die Entwicklung von Synthesestrategien für regioselektiv funktionalisierte Celluloseether unter Verwendung hochmolekularer Cellulosen und der Synthese von Probenmengen, die über den üblichen Labormaßstab hinaus gehen. Umfangreiche Erfahrungen zur chemischen Funktionalisierung von Chemiezellstoffen wurden gesammelt, wobei vor allem die Synthese einiger Produkte im vergrößerten Maßstab realisiert werden konnte. Die Beurteilung der Proben wird durch weiterführende Tests bei den Industriepartnern vervollständigt. Zahlreiche neuartige Derivate wurden synthetisiert. Die synthesebedingte Reduzierung der Molmasse führte leider zu niedrig viskosen Produkten, die nicht mehr als Viskositätsstellmittel einsetzbar sind, da sie derzeitigen kommerziellen Produkten unterlegen sind. Cellulosederivate mit regioselektiver Funktionalisierung sind nach wie vor von wissenschaftlichem Interesse. Auf Grund der hohen Kosten der notwendigen Mehrstufensynthesen eignen sich die Produkte gegenwärtig nicht für Massenanwendungen. Prinzipiell wären sie aber für Spezialanwendungen geeignet, die den Syntheseaufwand (und damit die Kosten) rechtfertigen.

Während der Einfluss des Substituententyps von Celluloseethern auf die Anwendungseigenschaften bekannt ist, sind die Zusammenhänge zwischen der Substituentenverteilung in der Wiederholungseinheit und entlang der Polymerkette und den daraus resultierenden Produkteigenschaften nahezu unerforscht. Das Gesamtziel des Projektes ist daher, die Einflüsse der Substituentenverteilung auf wichtige Applikationseigenschaften von industriell bedeutsamen Celluloseethern aufzuzeigen. Die Untersuchungen erfolgen an konventionell hergestellten Derivaten und insbesondere auch an innovativen Produkten mit gesteuerter Substituentenverteilung, wofür neuartige Synthesemethoden erarbeitet werden sollen. Durch moderne Methoden werden die molekulare Struktur und die Polymereigenschaften untersucht. Es werden vertiefte Kenntnisse zu den die Anwendungseigenschaften bestimmenden Strukturparametern erwartet, die zu einer Verbesserung vorhandener Produkte und einer Erweiterung der Applikationsfelder führen.