Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Klebstoffe umweltverträglich weichgemacht, Teilvorhaben 2: Darstellung von Monomerbausteinen aus Itaconsäure

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT)
46047 Oberhausen
Osterfelder Str. 3
Kontakt
Dr. rer. nat. Inna Bretz
Tel: +49 208 8598-1313
E-Mail: inna.bretz@umsicht.fraunhofer.de
FKZ
22037411
Anfang
01.03.2012
Ende
31.08.2014
Aufgabenbeschreibung
In vielen Anwendungsfällen in der Papier verarbeitenden Industrie, z.B. bei Klappverpackungen (Faltschachteln) ist es erforderlich, die Klebstoffschichten elastisch zu gestalten. Dem Klebstoffsystem werden Weichmacher zugesetzt, um - die Elastizität zu erreichen und - bei Tieftemperaturanwendungen (z.B. Verpackungen für Tielfkühlware) die Adhäsion zu erhöhen.Phthalate, die heute standardmäßig als Weichmacher eingesetzt werden - werden aus der endlichen Ressource Erdöl hergestellt, - können aus Verpackungen in Lebensmittel migrieren und - sind grundsätzlich als gesundheitlich bedenkliche Stoffe eingestuft. Insbesondere die Nahrungsmittelindustrie hat sich zum nachhaltigen Wirtschaften verpflichtet und steht in der besonderen Verpflichtung, nur gesundheitlich unbedenkliche Stoffe zu benutzen. Erste Forderungen der Verpackungsindustrie, auf Phthalate zu verzichten, wurden an die Klebstoffhersteller adressiert. Es macht daher großen Sinn, für die Verpackungsindustrie Klebstoffe zu entwickeln, deren Weichmacherkomponente gesundheitlich unbedenklich ist und aus nachwachsenden Rohstoffen stammt. Eine elegante Variante stellt dabei die "innere Weichmachung" der Primärklebstoffkomponente durch Copolymerisation mit einer neuartigen Weichmacherkomponente dar, die aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen wird.
Ergebnisdarstellung
Im Teilvorhaben 2 wurden verschiedene Diester auf Basis der Itaconsäure hergestellt, charakterisiert und dem Projektpartner Jowat AG als Weichmacherkomponente für Polymerisationstests bereitgestellt. Aufgrund der positiven Eigenschaften der beim Projektpartner mit Itaconsäuredioctylester hergestellten Klebstoffproben wurden die Arbeiten im Rahmen der Verfahrensentwicklung auf 1-Octanol als Alkoholkomponente konzentriert. Das bis in den kleintechnischen Maßstab erprobte zweistufige Verfahren besteht aus einer Veresterungsstufe und einer thermischen Aufreinigung. Auf diese Weise wurde ein Produkt mit einem Dioctylitaconatgehalt von über 95 Ma.-% und einem Gehalt an 1-Octanol von kleiner 0,5 Ma.-% erhalten. Im Produkt verbleiben geringe Anteile des Monoesters sowie Diester von Isomeren der Itaconsäure. In Tests zur Lagerstabilität ergaben sich für den hergestellten Itaconsäuredioctylester bei dunkler Lagerung und Raumtemperatur über 6 Monate keine Hinweise auf eine nachteilige Veränderung des Produkts z. B. durch Polymerisation. Bei heller Lagerung war schon nach einigen Wochen eine Verfestigung zu beobachten, unabhängig davon, ob die Diesterprobe in Reinform oder mit zugesetztem Hydrochinon als Stabilisator vorlag. Durch die Projektarbeit wurden vertiefende Kenntnisse über die Chemie und die Eigenschaften von Itaconsäure, ihrer Isomere und ihrer Alkylester erworben, die auch für weitere Forschungsarbeiten genutzt werden können.

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