Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung von Bindemitteln aus nachwachsenden Rohstoffen für Klebstoffe und Dichtmittel im Bau- und Wohnbereich: Teilvorhaben 3: Synthese von neuen Zuckerlatices durch Emulsionspolymerisation

Anschrift
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Institut für Technologie der Kohlenhydrate - Zuckerinstitut
Langer Kamp 5
38106 Braunschweig
Kontakt
Dr. Emile Yaacoub
Tel: +49 531 391-7262
E-Mail: e.yaacoub@tu-bs.de
FKZ
22013899
Anfang
01.05.2000
Ende
28.03.2004
Ergebnisdarstellung
Im Vorhaben wurden Zuckerlatices-Polymerdispersionen hergestellt. Der Schwerpunkt der Arbeiten lag auf Arbeiten zur Synthese von Monomeren auf Basis von Itaconat-diacetonglucose (3-IDG) bzw. Itaconat-diacetonfructose (4-IDF) und Methacrylat-diacetonglucose (3-MDG). Darüber hinaus wurden mit Itaconsäure Comonomere auf Fettalkoholbasis hergestellt. 3-MDG wurde mit den synthetisierten bzw. kommerziellen Comonomeren radikalisch polymerisiert. Die Veresterungen zu 3-IDG verliefen unter allen Bedingungen mehr oder weniger erfolglos. 4-IDF konnte zwar erfolgreich dargestellt werden, allerdings konnten die Ausbeuten von 20 % (nach der Reinigung) nicht verbessert werden. Die Hauptprobleme sind die Selektivität und die thermische Instabilität. Als Modellverbindung für die Emulsionspolymerisation wurde daher 3-MDG dargestellt und verwendet. Zur Synthese der Comonomeren auf Fettalkoholbasis wurde Itaconsäure mit verschiedenen Fettalkoholen (Amyl-, Octyl-, Decyl-, Dodecylalkohol) im Maßstab 60g, bei Amylalkohol auch darüber, umgesetzt. Als Comonomere für 3-MDG wurden die hergestellten Fettalkoholitaconate und kommerzielle Fettalkoholacrylate und -methaycrylate verwendet. Es wurde im Batch-Verfahren im Maßstab 0.1 bis 2 L copolymerisiert. Die wichtigsten Prozessparameter (Monomerverhältnis, Emulgatorart und -konzentration, Initiatorkonzentration, Puffer, Temperatur, Feststoffgehalt) wurden variiert und untersucht. Die Latices wurden ausgefällt und hinsichtlich ihrer kolloidalen, rheologischen und thermischen Eigenschaften charakterisiert.Zur klebetechnischen Charakterisierung wurden verschiedene Zuckerlatices dem Teilvorhaben 4 zur Verfügung gestellt. Die Tests ergaben noch zu hohe Restmonomergehalte und teilweise auch zu geringe Polymeranteile in der Dispersion. Trotz der im Endeffekt nicht zufriedenstellenden Ergebnisse ist festzustellen, dass das größte Anwendungspotential prinzipiell bei den Zuckerlatices erwartet werden kann, wenn es gelingt die o.g. Probleme zu bewältigen.
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Verbundprojekts sind neue Bindemittelsysteme für den Einsatz in Klebstoffen und Dichtmitteln. Als Grundkomponenten werden u.a. Itaconsäure, Fettsäuren, 1,3-Propandiol und verschiedene Zuckerderivate verwendet, die zu Polyestern und Polyacrylaten umgesetzt werden. Es werden lineare Polymere synthetisiert und Möglichkeiten zur Ausbildung von vernetzten Strukturen durch Einsatz von geeigneten mehrfach funktionellen Monomeren geprüft. Bei der Formulierung der Klebstoffe werden für die weiteren Bestandteile Lösemittel, Weichmacher und Klebrigmacher keine organischen Verbindungen auf petrochemischer Basis eingesetzt. Das Projekt soll in Zusammenarbeit mit der FAL, der TU Braunschweig und der Fa. AURO Pflanzenfarben AG, Braunschweig, durchgeführt werden. Ziel des Teilvorhabens 3 ist die Herstellung neuer wäßriger Bindemittel auf der Basis nachwachsender Rohstoffe für die Entwicklung und Formulierung von umweltgerechten Dispersionsklebstoffen. Hierfür werden zunächst neue ungesättigte Monomere aus großtechnisch verfügbaren niedermolekularen Kohlenhydraten und aus Fetten und Ölen synthetisiert. Hauptsächlich werden sog. "Zuckeracrylate" hergestellt. Aus diesen Monomeren werden in Emulsionspolymerisationen Latices gebildet. Die wäßrigen Polymerlatices weisen vielversprechende Eigenschaften sowie viele Vorteile wie ein hoher Feststoffgehalt, Lösungsmittelfreiheit, hydrolytische Stabilität, Eigenklebrigkeit und eine hohe Licht- und Lagerstabilität auf. Die anwendungstechnischen Untersuchungen sollen dabei in enger Zusammenarbeit mit dem Industriepartner im Rahmen des Teilvorhabens 4 durchgeführt werden.

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