Die Angaben schwanken, aber zwischen f\u00fcnf und zehn Prozent des Produktionsvolumens der chemischen Industrie basieren bereits auf nachwachsenden Rohstoffen, und das Interesse ist gro\u00df, den Anteil signifikant zu erh\u00f6hen – wegen der endlichen \u00d6lvorkommen und aus Gr\u00fcnden des Klimaschutzes. Welche M\u00f6glichkeiten sich hier f\u00fcr die Kunststoffproduktion bieten, will die Tagung “Bio&Polymers”, die vom 28. bis 30. September 2008 in Aachen stattfindet, aufzeigen. Die von der Fachgruppe Makromolekulare Chemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) organisierte Tagung geht dar\u00fcber hinaus auf von der Natur inspirierte oder biofunktionale Polymere ein und behandelt Polymere f\u00fcr die Biomedizin.<\/b><\/p>\n
Weltweit werden j\u00e4hrlich etwa 240 Millionen Tonnen Kunststoffe aus Erd\u00f6l hergestellt. Was passiert, wenn die bislang bekannten Erd\u00f6lvorkommen in 35 bis 40 Jahren ersch\u00f6pft sind? Wie Dr. Stefan Marcinowski, Vorstandsmitglied der BASF SE, im ersten Plenarvortrag der Aachener Tagung erl\u00e4utert, h\u00e4lt man in Ludwigshafen f\u00fcr bestimmte aus Biomasse gewonnene Polymere ein gro\u00dfes Wachstumspotenzial f\u00fcr wahrscheinlich. \u00d6kobilanzen, die von der Pflanzung \u00fcber die D\u00fcngung, Ernte und Umwandlung des biobasierten Rohstoffs in ein marktf\u00e4higes Produkt bis zu dessen Entsorgung alle Auswirkungen ber\u00fccksichtigen, sollen bei der Entscheidung f\u00fcr gangbare Produktionswege helfen. <\/p>\n
Die M\u00f6glichkeiten reichen von einstufigen Synthesen von Polyestern in Bakterien (beispielsweise Polyhydroxy-Alkanoate) \u00fcber die enzymatische Produktion von Monomeren (beispielsweise Milchs\u00e4ure oder Bernsteins\u00e4ure) bis zur Umwandlung von pflanzlichen \u00d6len in Monomere (beispielsweise Sebacins\u00e4ure). Die daraus resultierenden Polymere (beispielsweise Polyester, Polyamide oder Polyurethane) stehen in Konkurrenz zu den bew\u00e4hrten Produkten. Von Fall zu Fall muss also sorgf\u00e4ltig erwogen werden, ob der biobasierte Kunststoff \u00f6konomisch und \u00f6kologisch Sinn macht.<\/p>\n
Vor zehn bis 20 Jahren rankten sich die \u00f6ffentlichen Diskussion eher darum, der Kunststoffabf\u00e4lle Herr zu werden. Und so befasste man sich auch in der chemischen Industrie eher mit der Frage der biologischen Abbaubarkeit von Kunststoffen als mit der Rohstoffbasis f\u00fcr Kunststoffe. Ein erd\u00f6lbasierter Polyester, vernetzt mit St\u00e4rke, wurde als ein abbaubares Kompositmaterial entwickelt, das bis heute f\u00fcr M\u00fclls\u00e4cke Verwendung findet. Auch wenn die biologische Abbaubarkeit heute in der \u00f6ffentlichen Diskussion kaum mehr eine Rolle spielt, Forschung und Entwicklung in der chemischen Industrie sind damit nach wie vor befasst. So hat man ganz neue Polymere entwickelt, beispielsweise Polybutylensuccinate (PBS), Polyhydroxyalkanoate (PHA) oder Polymilchs\u00e4ure-Blends (PLA-Blends).<\/p>\n
Eine Entwicklung hinsichtlich der vermehrten Nutzung erneuerbarer Rohstoffquellen f\u00fcr Polymere basiert darauf, aus Biomasse Monomere zu synthetisieren, die in bereits existierenden Produktionsprozessen in herk\u00f6mmliche Polymere eingearbeitet werden. Mit Dicarbons\u00e4uren, Diolen oder Diaminen aus nachwachsenden Rohstoffen erh\u00e4lt man Polyester und Polyamide mit biologischen Anteilen zwischen 25 und 100 Prozent.<\/p>\n
Polyamide auf rein biologischer Basis sind bereits seit wenigstens 50 Jahren bekannt. Ausgehend von Rizinus\u00f6l bzw. Rizinols\u00e4uremethylester, erhielt man neben unterschiedlichen Polyamiden zahlreiche Nebenprodukte und unvermeidbare wertlose Reststoffe. Deshalb stellte man die Polyamid-Produktion – etwa in den siebziger Jahren – auf Erd\u00f6lbasis um. Geht man jetzt also “zur\u00fcck in die Zukunft”, fragt Dr. Harald H\u00e4ger von der Evonik Degussa GmbH in Marl. Sicherlich sollten die Herstellprozesse der fr\u00fchen Biopolyamide nicht wieder aufgegriffen werden, nur um Polymere unter dem Siegel “Bio” vermarkten zu k\u00f6nnen. Vielmehr m\u00fcssen neue Wege im Sinne der Nachhaltigkeit beschritten werden.<\/p>\n
Solche Wege zeigt Dr. Michael A.R. Meier von der Fachhochschule Oldenburg\/Ostfriesland\/Wilhelmshaven auf, wobei auch er sich auf pflanzliche Fette und \u00d6le fokussiert. In Aachen geht er u.a. auf die Herstellung von Fetts\u00e4ureestern aus Pflanzen\u00f6len mit Hilfe modernster katalytischer Verfahren (Olefinkreuzmetathese), auf die direkte Herstellung von Makromolek\u00fclen mit der acyclischen Dienmetathese und auf die kontrollierte Polymerisation von Acrylaten und Methacrylaten aus Pflanzen\u00f6len ein. Mit modernsten Polymerisationsmethoden k\u00f6nnen gut definierte Block-Copolymere erhalten werden, deren Eigenschaften, beispielsweise ihre Mizellenbildung, derzeit genau untersucht werden.<\/p>\n
Polyesterharze mit hohen Anteilen an Terephthals\u00e4ure sind in Pulverlacken sehr verbreitet, und nat\u00fcrlich werden auch hier die Monomere bislang aus Erd\u00f6l gewonnen. Eine niederl\u00e4ndische Forschergruppe um Professor Dr. Cor E. Koning von der Technischen Universit\u00e4t Eindhoven hat sich zum Ziel gesetzt, biobasierte Harze zu entwickeln, die hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften und chemischen Stabilit\u00e4t mit den derzeitigen Materialien mithalten k\u00f6nnen. Die aussichtsreichsten “erneuerbaren” Monomere sind Isosorbid und seine Isomere, Bernsteins\u00e4ure, 2,3-Butandiol und 1,3, Propandiol. Die Polymere lassen sich mit Substanzen wie Glycerin oder Zitronens\u00e4ure modifizieren. Vernetzt werden die Polymere noch mit konventionellen Substanzen.<\/p>\n
Um die Landwirtschaft mit dem Anbau nachwachsender Rohstoffe nicht \u00fcberzustrapazieren, wird mit Holz, genauer mit Holzhydrolysaten, als Rohstoff experimentiert, und zwar m\u00f6glichst auf Basis von Abf\u00e4llen aus der Forstwirtschaft. Ein schwedisches Forscherteam um Professor Dr. Ann-Christine Albertsson vom Royal Institute of Technology in Stockholm stellt in Aachen die Ergebnisse langj\u00e4hriger Arbeiten vor, die zu funktionellen Materialien, haupts\u00e4chlich Hydrogelen und Barrierefolien, aus raffinierter, hemicellulosehaltiger Holz-Biomasse f\u00fchrten. Anwendungspotenziale h\u00e4tten die Hydrogele in der Landwirtschaft und auf pharmazeutischem Gebiet, die Barrierefolien f\u00fcr Verpackungen, die keinen Sauerstoff durchlassen d\u00fcrfen, so die schwedischen Wissenschaftler.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Die Angaben schwanken, aber zwischen fünf und zehn Prozent des Produktionsvolumens der chemischen Industrie basieren bereits auf nachwachsenden Rohstoffen, und das Interesse ist groß, den<\/b><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[75,43,520,344,446,552],"class_list":["post-11130","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-basf-se","supplier-evonik-industries-ag","supplier-fachhochschule-oldenburgostfrieslandwilhelmshaven","supplier-gesellschaft-deutscher-chemiker-e-v-gdch","supplier-royal-institute-of-technology-schweden","supplier-technische-universiteit-eindhoven"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11130","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=11130"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11130\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=11130"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=11130"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=11130"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=11130"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}