Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Ersatz von BPA durch holzstämmige Verbindungen (GruenerEntwickler)

Anschrift
Universität Hamburg - Fakultät für Mathematik, Informatik u. Naturwissenschaften - Fachbereich Biologie - Zentrum Holzwirtschaft - Abt. Holzchemie
21031 Hamburg
Leuschnerstr. 91 b
Kontakt
Prof. Dr. Bodo Saake
Tel: +49 40 822459-206
E-Mail: bodo.saake@uni-hamburg.de
FKZ
22036614
Anfang
01.03.2016
Ende
28.02.2019
Aufgabenbeschreibung
Das Vorhaben besteht aus einem Screening der in Frage kommenden lignocellulosischen Verbindungen oder Verbindungsklassen, die nativ in Lignocellulosen vorliegen oder nach Abbau und Modifizierungsschritten aus Lignocellulosen gewonnen werden können. Bei vielen der in Frage kommenden Verbindungen oder Verbindungsklassen wird die Frage untersucht werden müssen, wie weit die in der Regel als Mischung gewinnbaren Einzelsubstanzen gereinigt werden müssen oder ob auch die Verwendung von Fraktionen möglich ist. Eine weitere Einflussmöglichkeit zur Eigenschaftsanpassung ist die gezielte Modifikation. Vorstellbar ist, dass über geeignete Modifikationen, wie Bleiche, gezielte Oxidationen oder andere Derivatisierungen, Eigenschaften der Entwickler wie die Farbinduzierung, der Schmelzpunkt oder die Eigenfarbe der in Frage kommenden Verbindungen im gewünschten Sinn geändert werden können. Die Screeningaufgaben sowie eventuell nötige Reinigungs- und Modifizierungsschritte sollen am Arbeitsbereich cHT der UHH durchgeführt werden. Die erweiterten Eigenschaftsprüfungen sollen im Labor des Industriepartners erfolgen. Die Ergebnisse aus den Eigenschaftsprüfungen werden mit den Arbeitspaketen rückgekoppelt, die sich mit Gewinnung, Aufreinigung und Modifizierung beschäftigen. Mit Mitsubishi HiTec Paper Europe kooperiert ein führender Hersteller von Thermopapieren in dem Vorhaben, der die über das Screening, Fraktionierung, Reinigung und Derivatisierung hinausgehende spezifische Eigenschaftsprüfung interessanter Verbindungen oder Fraktionen vornehmen kann.
Ergebnisdarstellung
Insgesamt wurden rund 50 holzbasierte, nachwachsende Rohstoffe und Fraktionen aus 15 verschiedenen Verbindungsklassen mit der an der Universität Hamburg entwickelten schmelz-punktbasierten Rapid-Screening-Methode getestet. Die Ergebnisse der Screeningtests zeigen, dass etwa 70% der getesteten Substanzen die Fähigkeit besitzen, als Entwickler in Thermopapier wirken zu können. Weitere spektroskopische Methoden wie die Ultraviolett-Spektroskopie (UV) und die Fourier-Trans¬formations-Infrarotspektroskopie (FTIR) bestätigen ebenfalls die Ergebnisse der entwickelten Screening-Methode. Verschiedene Fraktionierungs- und Aufreinigungs¬techniken wie Fällung, Flüssig-Flüssig-Extraktion, sukzessive Extraktion, fraktionierende Destillation, Gelpermeations¬chromatographie und Festphasenextraktion wurden durchgeführt, um die komplexen Gemische, die aus der Kochlauge des Holzaufschlusses extrahiert wurden, zu vereinfachen. Die Ergebnisse zeigen, dass dieses Gemische aus Verbindungen bestehen, die mit dem Farbbildner die erwartete schwarze Farbe erzeugen können. Die Isolierung einzelner Verbindungen bleibt jedoch eine Herausforderung. Darüber hinaus wurden biobasierte Verbindungen wie Tannin modifiziert, um die physikochemischen Eigenschaften einiger der getesteten Proben zu verändern. Die ausführlichen Tests potenzieller „grüner Entwickler“ wurden vom Industriepartner, Mitsubishi HiTech Paper Europe (MPE), durchgeführt. Die vielversprechenden Ergebnisse legten den Grundstein für die Einreichung einer deutschen Patentanmeldung. Weitere Arbeiten laufen derzeit sowohl an der Universität Hamburg als auch bei MPE.

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