Prof. Dr. Braun
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30.11.2002

Es erfolgte die Herstellung grenzflächenaktiver Derivate des Fructooligosaccharids Inulin zum Einsatz als Emulgatoren für die Emulsionspolymerisation sowie als Dispergiermittel und Rheologiehilfsmittel für anorganische Pigmentdispersionen im Papierbereich. Inulinester wurden durch Umsetzung von Carbonsäureanhydriden mit Inulinen synthetisiert. Dabei wurden systematisch Polymerisationsgrad, Substitutionsgrad und Alkylkettenlänge variiert, was zu Veränderungen in den Eigenschaften führte und so die Synthese von Tensiden mit speziellen Eigenschaftsprofilen erlaubte. Die Arbeiten zur Entwicklung einer geeigneten lösungsmittelfreien Synthese ergaben zwar die erwarteten Produkte, jedoch waren die Ausbeuten im Vergleich zur Synthese im Lösungsmittel Pyridin deutlich niedriger. Durch Umsetzung von Inulin mit Alkyloxiranen konnten Inulinether synthetisiert werden. Eine detaillierte Untersuchung zeigte, dass Inulinether vergleichbare Tensideigenschaften haben, wie ähnlich strukturierte Inulinester. Daher wurde von weiteren systematischen Untersuchungen mit diesen abgesehen, da die Ester deutlich leichter herstellbar sind. Erarbeitet wurden umfangreiche Erfahrungen über die Verwendung von Inulinestern als Emulgatoren bei der Homopolymerisation von Vinylmonomeren, der Copolymerisation und insbesondere bei der Herstellung von carboxylierten Styrol-Butadien-Latices. Hierbei wurden carboxylierte SBR-Latices mit einem Feststoffgehalt von 40 Gew.-% hergestellt. Um die breite Anwendbarkeit der Inulinester als Emulgatoren zu evaluieren, wurden auch Polymerisationen mit Vinylchlorid bzw. Methylmethacrylat als Monomer in Gegenwart eines Inulinesters als Emulgator durchgeführt. Im Partnervorhaben FKZ 22005699 wurden die synthetisierten Inulinderivate bzw. inulinester-basierten SBR-Latices (Inulinlatices) in Anwendungen im Papierbereich getestet.

Die in vielen Pflanzen als Reservekohlenhydrate vorkommenden Polyfructane bieten sich aufgrund ihrer gegenüber langkettigeren Sacchariden wie Cellulose oder Stärke höheren Wasserlöslichkeit als Ausgangsprodukte für Tenside an. Im Vergleich zu kurzkettigeren Sacchariden besitzen sie den Vorteil der größeren Variationsmöglichkeit des Substitutionsgrades. Im Rahmen des Vorläuferprojekts 95NR159-F wurden die tensidischen Eigenschaften einiger mit aliphatischen Carbonsäureanhydriden teilweise veresterter Inuline untersucht. Desweiteren konnte nachgewiesen werden, daß diese nichtionischen Tenside als Emulgatoren für die Emulsionspolymerisation von Styrol und die Emulsionscopolymerisation von Styrol und Butadien geeignet sind. Die weiterführung des Projekts soll sich deshalb mit folgenden Aufgaben befassen: a) Untersuchung der biologischen Abbaubarkeit von Inulintensiden, b) Optimierung der Polymerisationsbedingungen, c) Nachweis der Eignung der Inulintenside als Dispergiermittel für anorganische Pigmente wie Ruß oder Titandioxid.