Dr. rer. nat. Kay Hettrich
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30.11.2009

In dem Projekt konnten Xylanpasten mit einem Trockengehalt um die 30% hergestellt werden, wobei sich weitere homogene pastöse Dispersionen bis zu 15% durch entsprechende Verdünnung mit Wasser einstellen lassen. Die Bildung der Paste erfolgt aufgrund der durch Oxidation entstehenden Carbonylfunktionen am Xylan. Die Existenz von Carbonylgruppen, insbesondere Aldehyd-, und Ketylgruppen, konnten durch die Reaktion mit primären Aminen und der daraus resultierenden Bildung von Azomethinen oder auch Schiff’schen Basen nachgewiesen werden. Durch die Einbeziehung von entsprechenden Xylanderivate konnten ionische, hydrophile und hydrophobe Xylanpasten dargestellt werden. Dabei zeigte sich aber, dass der Substitutionsgrad der verwendeten modifizierten Xylanderivate in Abhängigkeit vom Substituenten nicht größer als 0.3 sein darf, da sonst die Bildung des Xylangels oder der Paste nicht möglich ist. Die Untersuchungen zeigten, dass durch Reaktionen mit primären Amingruppen eine Vernetzung des Polymers und damit eine weitere Erhöhung der Viskosität der Paste ermöglicht wird. Dafür können sowohl einfache lineare Diamine als auch Biopolymere mit Amingruppen wie Chitosan eingesetzt werden. Für Redispersionsuntersuchungen wurden die Xylanpasten mit drei verschiedenen Methoden getrocknet und wieder redispergiert. Die Redispersion gelang unabhängig von der angewendeten Trocknungsmethode. Die getrockneten Pasten wurden mit verschiedensten physikochemischen Methoden charakterisiert. So wurde mit Quecksilberporosimetrie die Porengrößenverteilung der Proben bestimmt und das Sorptionsverhalten der Proben mit der dynamischen Wasserdampfsorption untersucht. Es wurde eine Reihe von Applikationsuntersuchungen durchgeführt. Am aussichtsreichsten sind die Versuche zur Herstellung von permeablen Filmen aus den modifizierten Xylangelen.

Aus Haferspelzen, die als Nebenprodukt bei der Haferflockengewinnung anfallen, kann Xylan mit wirtschaftlichen Ausbeuten und in guter Qualität gewonnnen werden. Im vorliegenden Vorhaben soll die Pastenbildung von Haferspelzenxylan eingehender untersucht und ihre Verwendung als Trägermaterial im Non-Food-Bereich überprüft werde. Neben der ausführlichen Charakterisierung, Untersuchungen zur Mischbarkeit mit hydrophilen und hydrophoben Substanzen sowie Redispergierbarkeit der Pasten steht deren stoffliche Verwertung mittels umfangreichen Applikationsversuche, im Mittelpunkt des Interesses. Neben der Derivatisierung von Xylan bietet die Darstellung von Xylan-Pasten viel versprechende Einsatzmöglichkeiten. Pasten verschiedenster Art können in unzähligen Bereichen als Verdickungsmittel zur Steuerung der Konsistenz eines Mediums eingesetzt werden. Verdickungsmittel werden z. B. in Lacken und Farben, Kosmetika, Pflege- und Reinigungsprodukten, Schuh- und Lederpflegemittel aber auch Blutersatzmitteln und Feuerlöschmitteln eingesetzt. Die Mehrzahl dieser Verdickungsmittel sind synthetische Polymere auf Erdölbasis.