Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Biobasierte Vinylether zur Herstellung von Klebstoffen (BIOVIN); Teilvorhaben 2: Klebstoffentwicklung - Akronym: Biovin

Anschrift
Henkel AG & Co. KGaA
Henkelstr. 67
40589 Düsseldorf
Projektleitung
Dr. Andreas Taden
Tel: +49 211 797-2744
E-Mail schreiben
FKZ
2219NR373
Anfang
01.03.2020
Ende
28.02.2023
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. Hierbei konnten Leistungsvorteile in PU-Klebstoffen aufgezeigt werden, die weiterverfolgt werden. Des Weiteren wurden die biobasierten Vinylether Monomere wie auch vinyletherfunktionalisierte Prepolymere für die Entwicklung einer neuen Klebstofftechnologie genutzt. Dabei wurde eine problemlose Aushärtung, sowohl in einem 1K UV-härtenden System als auch in einem 2K thermisch härtenden System beobachtet. Damit konnte die Eignung von biobasierten Monomeren für vinyletherbasierte Klebstoffsysteme in einem weiten Rahmen erfolgreich unter Verwendung verschiedener Formulierungsbestandteile demonstriert werden. Je nach Material und Anwendung konnte die Klebeleistung durch Anpassungen der Formulierung (z.B. durch Füllstoffe, Additive oder andere Reaktivkomponenten) verbessert werden. Mithilfe der breiten Auswahl an biobasierten Vinyletherstrukturen konnten neue positive technische Eigenschaften gefunden werden, die vielversprechend für eine Kommerzialisierung erscheinen. Unter Trockenbedingungen (z.B. Exsikkator) konnten hervorragende Materialeigenschaften erzielt werden. Werden jedoch die ausgehärteten Filme anschließend an Raumluft gelagert, zeigte sich nach kurzer Zeit eine Erweichung der Filme durch Hydrolyse. Dieses Problem und die Verbesserung der Haftung auf bestimmten Substraten muss durch weitere Entwicklungsarbeiten überwunden werden.
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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