Klaus Dieter Schwenke
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31.08.2001

Im Verbundprojekt wurden vier Strategien entwickelt und evaluiert: 1. Protein als Füllstoff 2. Kovalent gebundenes Protein 3. Kautschuk-Protein-Blend 4. Viscoelastisches Protein Das Teilprojekt der Continetal AG beinhaltete den Einsatz der unterschiedlichen Proteinderivate in Kautschukmischungen zur Aufklärung der Wechselwirkungen zwischen Protein- und Compoundeigenschaften sowie die Validierung der Laborergebnisse in Reifenversuchen. Schwerkpunkt der FuE-Arbeiten der Continental AG war die Entwicklung der o.g. 1. Strategie zum Einsatz von pflanzlichen Proteinen und Proteinderivaten als Füllstoff. Im Ergebnis des Projekts wird aufgezeigt, dass beim Einsatz von Proteinen als Füllstoff ein deutliches Potential zur Eigenschaftsverbesserung aufweisen. Als Vorzüge werden aufgezeigt: - ein niedriges bzw. verringerte Molekulargewicht, - eine Partikelgröße und Konfektionierung (Proteinderivate), die eine gute Verteilbarkeit in der Kautschukmischung gewährleistet, und - die Herkunft aus nachwachsenden Rohstoffen (Raps, Lupine). Die Proteine werden als nicht verstärkende Füllstoffe klassifiziert. Eine Anbindung der Proteine mit unterschiedlichen Kopplungsreagenzien kann die Aktivität erhöhen. Beim Auftragnehmer DMV Internatinal Nutritionals (vormals Nupron Proteinwerk) wurden geeignete Protein-Hydrolysate hergestellt. Es wurden hierfür Prozessbedingungen entwickelt und im scale-up bis in den Technikumsmaßstab übertragen. Vielversprechende Mischungen, die in Labor und Technikum in ausreichender Menge herstellbar waren, wurden in Reifenversuche übertragen. Dabei konnte durch den Einsatz von Proteinen eine Verbesserung der Wintereigenschaften von Pkw-Reifen ohne Einbrüche im Abriebwiderstand erreicht werden. Durch begleitende Laboruntersuchungen konnten wesentliche Einflussparameter in ihrer Wirkrichtung identifiziert werden.

Die als Gesamtziel beabsichtigte Verbesserung des Eisgriffs von Winterreifen durch die Einarbeitung pflanzlicher Proteine erfordert die Lösung des Problems der thermodynamischen Unverträglichkeit zwischen den hydrophoben Polymerketten des Elastomers und den hydrophilen Bereichen des Proteins. Im Rahmen des Teilvorhabens soll deshalb ein Beitrag zur Lösung des o.g. Problems durch eine schrittweise Hydrophobisierung von Proteinisolaten mittels chemischer Modifizierung über nucleophile Substitutionsreaktionen an polaren Gruppen der Proteine (Acylierung, Veresterung) geleistet werden. Die eingeführten Reste sollen zugleich eine kovalente Anknüpfung an die Polymermatrix über eine zweite funktionelle Gruppe (Doppelbindung in der aliphatischen Kette) ermöglichen. Die Wechselwirkung der Proteine mit der Elastomermatrix soll mit einer neu zu entwickelnden Methode untersucht werden.