Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung und Herstellung neuartiger Polyamid-Hochleistungskunststoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe - Teilvorhaben 1: Untersuchung der Polymerisationsbedingungen von Polyamiden

Anschrift
Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik (PuK) und Institut für Technische Chemie (ITC)
Agricolastr. 6
38678 Clausthal-Zellerfeld
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Gerhard Ziegmann
Tel: +49 5323 722080
E-Mail: ziegmann@puk.tu-clausthal.de
FKZ
22009301
Anfang
01.01.2003
Ende
31.12.2006
Ergebnisdarstellung
Es wurden neuartige Polyamide auf Basis von Azelainsäure (aus HO-Sonnenblumenöl oder Rindertalk) und Brassylsäure (aus Erucarapsöl) hergestellt. Variiert wurden bei diesen Polyamidkunststoffen zum Einen die Monomersegmente der aliphatischen Dicarbonsäuren Azelainsäure und Brassylsäure und zum Anderen die Kettenlängen der Diamine (4 bis 13 Methylengruppen). Für die gezielte Synthese dieser Polyamidkunststoffe wurde eine Syntheseroute entwickelt, die eine individuelle Gestaltung der Druck- und Temperaturprogramme für die jeweiligen Polyamide ermöglicht. Es wurden umfangreiche Untersuchungen zur Strukturaufklärung der hergestellten Polyamide durch Elementaranalysen und IR-Spektroskopie durchgeführt. Außerdem wurden zu Vergleichszwecken die mechanisch-physikalischen Kennwerte an kommerziell erhältlichen Polyamiden auf Basis von Erdölprodukten ermittelt. Hierbei wurden speziell das Wasseraufnahmeverhalten als auch die resultierenden mechanischen Eigenschaften betrachtet. Mit zunehmendem Verzweigungsgrad in den Copolyamiden wird eine deutliche Modifizierung vom teilkristallinen Thermoplast zum amorphen, thermoplastischen Elastomer erreicht. Die thermischen und mechanischen Eigenschaften, Festigkeit, Elastizität und Transparenz des Materials lassen sich durch das Mischungsverhältnis der Komponenten steuern. Die Bedeutung der neuen Polyamide auf Basis nachwachsender Rohstoffe PA 6.9, PA 7.9, PA 9.9, PA 6.13, PA 11.13, PA 13.13 liegt bei der Herstellung von neuartigen Kunststoffen, da diese Polyamide gegenüber PA 6.6 eine geringere Dichte sowie eine wesentlich reduzierte Feuchtigkeitsaufnahme und veränderte Kristallinität aufweisen und daher bei der Produktion von Formteilen sehr maßhaltig sind. Weitere vorteilhafte Eigenschaften sind höhere mechanische Festigkeitswerte, höhere Biegesteifigkeit, bessere Abriebsbeständigkeit, geringere Gaspermeabilität und sehr gutes Rückstellverhalten.
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Projektes ist es, einen neuartigen Polyamid-(PA)-Kunststoff auf Basis nachwachsender Rohstoffe entsprechend obiger Themenstellung zu entwickeln, herzustellen und für die industrielle Umsetzung aufzubereiten. Hierzu sollen auf der einen Seite Azelain- und vor allem auch Brassylsäure und Omega-Aminosäuren in entsprechender Reinheit von der Dr. Frische GmbH (siehe parallele Antragstellung) hergestellt werden. Andererseits sind vom Institut für Technische Chemie der TU Clausthal auf dieser Rohstoffbasis Rezepturen zur Synthese von Polyamiden zu entwickeln und ihre Eigenschaften zu charakterisieren. Nach erfolgter Ausarbeitung geeigneter Rezepturen sind von der Dr. Frische GmbH Polyamide zunächst im Technikumsmaßstab (ca. 1 kg) und später in größeren Verarbeitungsmengen herzustellen. Vom Institut für Polymerwerkstoffe und Kunststofftechnik der TU Clausthal ist nach Bereitstellung relevanter Verarbeitungsmengen sowie anschließender Verarbeitungsversuche eine umfassende Eigenschaftscharakterisierung vorgesehen. Die Werkstoffeigenschaften sollen zur Diskussion mit potentiellen Abnehmern über den Einsatz der neuartigen Kunststoffklassen verwendet werden.

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