Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Extrudierbare, kompostierbare aliphatische Cellulosederivate, Phase III

Anschrift
Dow Wolff Cellulosics GmbH & Co. OHG
August-Wolff-Str. 13
29699 Bomlitz
Kontakt
Dr. Volkhard Müller
Tel: +49 5161 44 -3901
E-Mail: info@wolff-cellulosics.de
FKZ
22015495
Anfang
01.01.1996
Ende
31.12.1996
Ergebnisdarstellung
Ausgehend von Hydroxypropylcellulose (HPC) als Vorstufe konnten die HPC-Lactate durch Umsetzung mit Dilactid (cyclisches Dimer der Milchsäure) oder mit Oligomilchsäure erhalten werden. Für die nachfolgende Veresterung erweist sich der Einsatz von Dilactid als besonders geeignet. Dieser Prozeßschritt gelingt katalysatorfrei wahlweise in Lösemitteln wie NMP, DMAc oder Dioxan, kann jedoch auch lösemittelfrei erfolgen. Bis zu einem Substitutionsgrad von 2,5 sind die Cellulosederivate wasserlöslich bzw. quellbar, darüber werden die Produkte unlöslich und können aus Wasser ausgefällt und gereinigt werden. HPC-Lactate sind mit verschiedenen anderen bioabbaubaren Materialien zu Blends verarbeitet worden. Das Material ist steif, weist eine hohe Festigkeit, eine hohe Lichtdurchlässigkeit und oberflächlichen Glanz auf. Die Glastemperaturen des reinen Materials liegen bei verhältnismäßig hohen 30-60 °C.Versuche zur Erzeugung von Faserverbunden unter Einsatz von HPC-Lactaten als Matrix ergaben Resultate, die vergleichbar sind mit Celluloseacetat-Verbunden. Die biologische Abbaubarkeit der HPC-Lactate kann als außergewöhnlich gut eingestuft werden. Der Abbau unter Kompostbedingungen verläuft vergleichbar schnell wie der von underivatisierter Cellulose (Avicel). Um den Abbau der HPC nicht unnötig zu verlängern, muß der durchschnittliche Substitutionsgrad DS mit Hydroxypropylgruppen auf kleiner eins beschränkt bleiben. Die Wasseraufnahme ist auch bei den unlöslichen Derivaten noch beträchtlich und erreicht bspw. bei einem MSLactat von 3.4 bei Wasserlagerung 30 % und bei Lagerung unter hoher Luftfeuchtigkeit erhebliche 8-10 %. Zur Anwendung der Formteile aus HPLC ist eine Reduktion des Wasseraufnahmevermögens der HPLC-Materialien erforderlich. Produktmuster müssen hergestellt und getestet werden. Darüber hinaus ist eine Etablierung des Verfahrens im Technikumsmaßstab nötig. Das Vorhaben wurde im Folgeprojekt FKZ 96NR175-F (Phase IV) fortgesetzt.
Aufgabenbeschreibung
Durch Derivatisierung mit geeigneten Substituenten wurden in den Vorläufervorhaben 19548A und 93NR138-F schmelzbare Cellulosederivate erzeugt, die sich gleichzeitig auch kompostieren lassen. Die technischen Parameter dieser Cellulosederivate, insbesondere deren Reißdehnung, entsprechen jedoch noch nicht den Anforderungen an moderne Polymerwerkstoffe. Deshalb soll vor dem geplanten up-scaling eine dritte Projektphase eingeschoben werden, um durch Produktoptimierung Cellulosederivate mit den Eigenschaftsprofilen technischer Thermoplasten zu erhalten. Dazu sind Mischsubstitutionen an der Cellulose sowie weitergehende Untersuchungen zur inneren Weichmachung vorgesehen.

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