Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Herstellung segmentierter technischer Thermoplaste aus nachwachsenden Rohstoffen, Teilvorhaben 2: Aufbau der Hart- und Weichsegmente durch Polymerisation und Verarbeitung der technischen Thermoplaste

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
76327 Pfinztal
Kontakt
Dr. Ulrich Fehrenbacher
Tel: +49 721 4640-415
E-Mail: ulrich.fehrenbacher@ict.fraunhofer.de
FKZ
22016303
Anfang
01.03.2004
Ende
31.08.2007
Ergebnisdarstellung
TPE bestehen aus amorphen Segmenten ("Weichsegment") und kristallinen Segmenten ("Hartsegment"). Zur Herstellung eines "biomasse-basierten" TPE wurden die aus Hemicellulose und Cellulose herstellbaren Bausteine Furan-2,5-dicarbonsäure, 2,5-Bishydroxymethylfurfural, 1,6-Diaminohexan und 1,4-Butandiol eingesetzt. Im Rahmen dieses Projektes wurde die Herstellung der beiden Bausteine Furan-2,5-dicarbonsäure und 2,5-Bishydroxymethylfuran aus nachwachsenden Rohstoffen im Labormaßstab entwickelt und optimiert. Wobei in Falle von 2,5-Bishydroxymethylfuran große Probleme bei der Aufreinigung auftraten. Nach einem Scale-up wurde 10 kg Furan-2,5-dicarbonsäure mit einer Reinheit von 99,5% hergestellt. Aus Furan-2,5-dicarbonsäure und 1,6-Diaminohexan wurden wohldefinierte Hartsegmente aufgebaut. Ebenso wurde im Labormaßstab die Herstellung definierter Weichsegmente entwickelt, wobei Tetrahydrofuran (Ether aus 1,4-Butandiol) an Stelle von 2,5-Bishydroxymethylfuran verwendet wurde. In einem zweiten Schritt wurde eine geeignete Polymerisationstechnik entwickelt, um TPE in gewünschten Mengen für anwendungstechnische Untersuchungen herzustellen. Für die TPE-Herstellung wurde eine katalysierte Umesterung eingesetzt und reaktionstechnisch optimiert. Die Gesamtausbeute der TPE nach insgesamt 6 Stufen liegt in der Größenordnung von 65%. Die Verarbeitung der hergestellten TPE im Extruder und in Spritzguss scheiterte letztlich an den niedrigen Erweichungstemperaturen.
Aufgabenbeschreibung
Das primäre Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Vorhabensziel ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung thermoplastischer Elastomere, bei dem die Monomere ausschlieslich aus nachwachsenden Rohstoffen stammen sowie die analytische und anwendungs technische Charakterisierung von Monomeren und Polymeren. Die Synthese der Monomere und die Verfahrensentwicklung für die Polymerisation werden durch Dow Deutschland und den Unterauftragnehmer BioPos, die Material- und Verfahrensentwicklung für die Hartsegmente und segmentierten technischen Thermoplaste werden durch das Fraunhofer ICT bearbeitet. Die analytische Untersuchung der Polymerisate, die anwendungstechnische Charakterisierung der Polymere und die Erarbeitung eines Konzepts für die technische Umsetzung werden durch die DOW Deutschland durchgeführt. Wenn im Rahmen des Projekts die für eine technische Anwendung erforderlichen Produkteigenschaften erreicht werden, ist es geplant, die erhaltenen Ergebnisse bei Dow Deutschland zur Weiterentwicklung der Materialien und der verfahrenstechnischen Prozesse mit dem Ziel der Überführung in den Pilotmaßstab zu nutzen.

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