Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Klebstoffe umweltverträglich weichgemacht, Teilvorhaben 1: Darstellung von Polymeren mit Itaconsäurederivaten als Monomerbaustein

Anschrift
Jowat SE
32758 Detmold
Ernst-Hilker-Str. 10-14
Kontakt
Dr. Dieter Guse
Tel: +49 5231 749-138
E-Mail: dieter.guse@jowat.de
FKZ
22012111
Anfang
01.03.2012
Ende
31.12.2014
Aufgabenbeschreibung
Im vorliegenden Projekt wurden für die papier- und verpackungsverarbeitende Industrie Dispersionsklebstoffsysteme entwickelt, deren Härte und Elastizität durch innere Weichmachung mit Comonomeren aus biobasierter Itaconsäure und deren Derivaten optimal auf den Praxisbedarf abgestimmt sind. Es wurde ein Polymerisationsverfahren entwickelt, um die nachwachsenden Rohstoffen auf Basis von Itaconsäurediealkylestern mit Vinylacetat-Monomer zu polymerisieren. Die so hergestellten Itaconsäureester-Vinylacetat-Copolymerdispersionen wurden einer intensiven anwendungstechnischen Prüfung unterzogen. Die anwendungtechnischen Eigenschaften dieser neuen Copolymerdispersionen wurden mit den Eigenschaften von VAE-Dispersionen verglichen, die nur mit einer aufwendigen Anlagentechnik (Druckpolymerisation) gefertigt werden können und mit den Eigenschaften von äußerlich weichgemachten Homopolymer PVAc-Dispersionen.
Ergebnisdarstellung
Im Teilvorhaben 1 wurde ein Polymerisationsverfahren entwickelt, bei dem bis zu 20% des Vinylacetatmonomers durch verschiedene langkettige Dioctylester der Itaconsäure ersetzt werden konnten. Ein Screening der anwendungstechnischen Eigenschaften zeigte, dass 10% des Dioctylesters der Itaconsäure für die Anwendung in Papier-und Verpackungsbereich besonders interessante Eigenschaften aufwies. Durch den weichmachenden Charakter des Dioctyl-Itaconates wurde eine innere Flexibilisierung der PVAc-Copolymere erzielt, wie sie sonst nur die die äußere Weichmachung von VA-Homopolymeren (z.B. durch Zugabe von Phthalaten) erreicht werden kann. Diese im Labormaßstab hergestellten Dispersionscopolymere wurden bei einem Faltschachtelhersteller unter Produktionsbedingungen im Vergleich mit einer VAE-basierten Dispersion geprüft. In weiteren Optimierungsschritten konnte die anwendungstechnische Performance weiter verbessert werden. Für ein Scale-Up wurde das Polymerisationsverfahren optimiert, so dass mehrere technische Produktionen im 100 kg Maßstab durchgeführt werden konnten. Auch die so herstellten Produkte wurden unter Praxisbedingungen bei einem Hersteller für Verpackungskartonagen hinsichtlich ihrer anwendungstechnischen Performance erfolgreich getestet. Eine Überführung der Produkte in den 10 to-Produktionsmaßstab konnte innerhalb der Projektlaufzeit nicht mehr realisiert werden.

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