Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Biobasierte Vinylether zur Herstellung von Klebstoffen (BIOVIN); Teilvorhaben 1: Katalyse - Akronym: BIOVIN

Anschrift
Leibniz-Institut für Katalyse e.V.
Albert-Einstein-Str. 29 a
18059 Rostock
Projektleitung
Dr. Eszter Barath
Tel: +49 381 1281-308
E-Mail schreiben
FKZ
2219NR171
Anfang
01.03.2020
Ende
30.04.2023
Ergebnisverwendung
Chemikalien auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen wurden durch neue und effiziente Methoden in Diole wie z.B. Di(hydroxymethyl)tetrahydrofuran (DHMTHF) überführt, und in einem weiteren katalysierten Prozess in (Bis)vinylether umgewandelt. Im besonderen Fokus stand die Isomerisierung von cis-DHMTHF zum entsprechenden trans-Isomer mithilfe eines katalytischen Systems, welches ein Gemisch bestehend aus nahezu äquimolaren Mengen beider Diastereomere in hohen isolierten Ausbeuten ermöglichte. Folglich wurde der Einfluss der beiden Isomere auf die Eigenschaften der abgeleiteten Polyesterpolyole und Polyurethane eingehend untersucht. Für die Herstellung neuartiger Vinylether wurde ein auf Iridium basiertes homogenes System entwickelt, welches die Transfervinylierung von einer Vielzahl von Alkoholen, Polyolen und Phenolen, einschließlich Diolen mit OH-Gruppen unterschiedlicher Reaktivität, hochselektiv katalysierte. Die somit im Rahmen dieser Arbeit synthetisierten neuen Divinylether wurden anschließend mit anderen biobasierten Rohstoffen in einem atomeffizienten Prozess zu vinyletherfunktionalisierten Prepolymeren umgesetzt. Letztere erlaubten weitere chemische Modifikationen und darüber hinaus zeigten sie das Potenzial auf als möglicher Bestandteil von Klebstoffen bei Bedarf unter milden Bedingungen die Klebekraft zu entziehen.
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von neuen Industrie- und Konsumentenklebstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen. Dabei soll auf sogenannte Plattformchemikalien zurückgegriffen werden, die heute bereits kommerziell verfügbar sind oder deren Kommerzialisierung sich für die nähere Zukunft abzeichnet. Diese aus Lignocellulose stammenden Rohstoffe werden mit Hilfe der Katalyse ressourceneffizient und umweltschonend in diesem Vorhaben in neue Diole oder Polyole überführt. Die resultierenden Polyole werden dann einerseits direkt als Reaktivkomponente in Polyurethanklebstoffen verwendet, anderseits mittels Vinylierungsreagenzien wiederum unter Einsatz eines Katalysators in Vinylether überführt. Vinylether stellen an sich sehr reaktive, aber wenig toxische Monomere dar, die leicht in verschiedenen Reaktionsweisen polymerisiert werden können. Da diese reaktiven Vinylether aus lediglich 2-3 Prozessstufen aus Biomasse kostengünstig herstellbar sein sollten, sind sie demnach als attraktive Bausteine für Klebstoffe (und andere Verwendungen wie z.B. Farben & Lacke) zu bewerten. Ein weiterer Fokus des Projekts liegt in der Herstellung Vinylether-basierter Klebstoffe, die durch Hitze, Licht oder durch Einwirkung anderer Chemikalien bewusst wieder gespalten werden können. Diese neue Generation an Klebstoffen verspricht eine kontrollierte und gezielte Wirkungsweise, welche das Recycling, insbesondere in der Elektroindustrie, erlaubt und fördert.

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