Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
76327 Pfinztal

22012704

01.10.2005

Im Vorhaben wurden thermoplastisch-elastomere Copolyester und Copolyamide hergestellt. Zur Herstellung dieser biobasierten termoplastischen Elastomere (TPE's) wurden die aus Ölen und Fetten sowie Kohlehydraten hergestellten Monomere wie 1,18-Oktadekandicarbonsäure, 1,18-Oktadekandion, 1,10-Dekandisäure, 1,6-Diaminohexan, Tetrahydrofuran, 2,3-Butandiol, 1,3-Propandiol, Furan-2,5-dicarbonsäure und Bernsteinsäure eingesetzt. Ein Schwerpunkt bei der Herstellung der Monomere war die Weiterentwicklung der Metathese von Ölsäurederivaten. Das Produktspektrum ausgehend von Ölsäure wurde erweitert. Aus ungesättigten Fettsäureamiden wurden durch Metathese stickstoffhaltige Produkte wie aliphatische Diamide und durch nachfolgende reduktive Hydrierung Diamine synthetisiert. Ein weiterer Schwerpunkt war die Entwicklung einer geeigneten Polymerisationstechnik, um TPE in gewünschten Mengen für anwendungstechnische Untersuchungen herzustellen. Für die TPE-Herstellung aus PolyTHF, Polyestern und Polyamiden auf der Basis der 1,18- Oktadekandicarbonsäure wurde eine Polymerisationstechnik entwickelt. Kurzkettige, definierte Polyamid-6.18-Hartsegmente wurden durch eine schrittweise Kondensation aufgebaut und reaktionstechnisch optimiert. Daneben wurden weniger definierte, kurzkettige Hartsegmente auf der Basis von Polyamid 11, Polymaid 6.18 und Polyamid 4.6 und 3.4 durch Schmelzekondensation hergestellt. Die Eigenschaften dieser TPE lassen sich durch den molekularen Aufbau gezielt bei der Herstellung beeinflussen. Für die anwendungstechnischen Untersuchungen der TPE wurden verschiedene TPE mit unterschiedlichen Weichsegmenten und unterschiedlichen Verhältnissen Hartsegment zu Weichsegment hergestellt. Es wurden Charakterisierungen der Polymere und Untersuchungen zur Verarbeitbarkeit und Formgebung im Labormaßstab mittels Extrusion und Spritzguss durchgeführt. Kleine Formteile und Stränge wurden erfolgreich durch Extrusion und Spritzguss hergestellt.

Es ist das übergeordnete Ziel dieses Vorhabens, ein Verfahren zur Herstellung thermoplastisch-elastomerer Copolyester und Copolyamide zu entwickeln, das auf Ölen/Fetten und Zuckern als Rohstoffen aufbaut. Durch grundlegende Untersuchungen zur reaktionstechnischen Optimierung der Herstellung der Weichsegmente, Herstellung der Hartsegmente und Polymerisation der Diole, Diamine und Dicarbonsäuren zu thermoplastisch-elastomeren Copolyestern bzw. Copolyamiden soll die wissenschaftliche Basis für die Entwicklung der thermoplastischer Elastomere gelegt werden. Die technischen Arbeitsziele dieses Projektes sind die Entwicklung eines Prozesses zur Herstellung der Hartsegmente und der thermoplastischen Copolyester und Copolyamide aus Ölen/Fetten und Zuckern sowie die Entwicklung eines Konzepts zur technischen Umsetzung der im Technikumsmaßstab entwickelten und optimierten Prozesse.