![\"Abbildung_3.jpg\"\/](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/uploads\/news-images\/20081128-04\/Abbildung_3.jpg\")
Im Rahmen eines von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gef\u00f6rderten Projektes befasst sich bei Fraunhofer UMSICHT eine Forschergruppe mit der Entwicklung von polymeren Werkstoffen auf Basis Nachwachsender Rohstoffe. In erster Linie handelt es sich hierbei um Polyester und Polyamide, die aus fermentativ hergestellter Bernsteins\u00e4ure sowie aus daraus abgeleiteten Chemikalien entwickelt werden. <\/b><\/p>\n
Ausgangssituation<\/b> Zurzeit erfolgt die industrielle Herstellung von Bernsteins\u00e4ure mit Hilfe eines chemischen Prozesses, ausgehend von Erd\u00f6l \u00fcber Maleins\u00e4ureanhydrid. Eine gute Alternative zu diesem petrochemischen Pfad bietet die Wei\u00dfe Biotechnologie. Bernsteins\u00e4ure kann mittels Fermentation hergestellt werden, da sie ein Zwischenprodukt des Zitronens\u00e4urezyklus und eines der Endprodukte des anaeroben Stoffwechsels ist. <\/p>\n Das zu entwickelnde Verfahren soll aufgrund der herrschenden Marktfluktuationen in Bezug auf Angebot und Preis mit unterschiedlichen Nachwachsenden Rohstoffen durchf\u00fchrbar sein. Gleichzeitig wird eine Kostenreduktion und eine Ausbeute- Optimierung angestrebt. Nach der biotechnologischen Herstellung liefert das Downstream-Processing Bernsteins\u00e4ure f\u00fcr die beiden Arbeitsteilbereiche “chemische Konversion” und “Polymerisation”. <\/p>\n Im Gebiet der chemischen Konversion steht die Umwandlung der Bernsteins\u00e4ure in technisch relevante Plattform-Chemikalien und in die f\u00fcr die Polymerisation ben\u00f6tigten Monomere im Vordergrund. Bei der Entwicklung der Syntheserouten wird ebenso der petrochemische Pfad betrachtet, um die Synthesen auch in bereits bestehenden Anlagen durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen. <\/p>\n Die Wertstoffe aus der chemischen Konversion, speziell 1,4-Diaminobutan und 1,4-Butandiol, werden zu Polykondensaten, in erster Linie Polyestern und Polyamiden, umgesetzt. Sie k\u00f6nnen je nach Bedarf durch Copolymerisation in ihren Materialeigenschaften ver\u00e4ndert werden. Die gesamten Darstellungsverfahren werden so ausgearbeitet, dass sie f\u00fcr die technische Produktion im gr\u00f6\u00dferen Ma\u00dfstab geeignet sind. <\/p>\n Eigenschaften und Applikationsbeispiele<\/b> Ausgehend von den Polyamiden PA 66 und PA 46 l\u00e4sst sich das Profil von PA 44, dem ersten Zielprodukt, extrapolieren. PA 44 wird gepr\u00e4gt sein durch einen extrem hohen Schmelzpunkt, sehr hoher Kristallinit\u00e4t, aber auch durch erh\u00f6hte Feuchtigkeitsaufnahme. Durch die Kombination dieser Eigenschaften k\u00f6nnen drei Produktgruppen identifiziert werden: <\/p>\n Im Rahmen eines von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) geförderten Projektes befasst sich bei Fraunhofer UMSICHT eine Forschergruppe mit der Entwicklung von polymeren Werkstoffen<\/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":[19232,303],"class_list":["post-11346","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-fachagentur-nachwachsende-rohstoffe-e-v-fnr","supplier-fraunhofer-institut-fuer-umwelt-sicherheits-und-energietechnik-umsicht"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11346","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=11346"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/11346\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=11346"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=11346"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=11346"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=11346"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
Polyamide sind hochwertige Kunststoffe, die aufgrund ihrer Eigenschaften meist in Spezialanwendungen Einsatz finden. Im Fokus der aktuellen Arbeiten der Forschergruppe steht Polyamid 44, das aus den Monomeren Bernsteins\u00e4ure und 1,4-Diaminobutan hergestellt wird. Die zu erwartenden Eigenschaften von Polyamid 44 lassen sich am ehesten mit den Eigenschaften von Polyamid 46 vergleichen, das bereits auf dem Markt verf\u00fcgbar ist. Wie aus Abbildung 1 ersichtlich wird, bewegt sich Polyamid 46 in einem mittleren Preisniveau und findet haupts\u00e4chlich in anspruchsvolleren Einsatzgebieten Verwendung. F\u00fcr Polyamid 44 werden gleichwertige Anwendungen und damit verbunden auch gleiche bzw. h\u00f6here Preise erwartet. Daraus ergeben sich \u00f6konomische Vorteile bei der industriellen Umsetzung. <\/p>\n\n\n
\n ![\"Abb.](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/uploads\/news-images\/20081128-04\/Abbildung_1.jpg\")
<\/td>\n<\/tr>\n\n Abb. 1: Preise, Mengen und Anwendungen f\u00fcr verschiedene Polymere. Grafik: Fraunhofer UMSICHT<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n<\/div>\n
Vom Rohstoff zum Produkt <\/b>
Bernsteins\u00e4ure ist eine Dicarbons\u00e4ure mit einer C4-Kette. Die Eignung von Bernsteins\u00e4ure als Basis-Chemikalie einer nachhaltigen Chemiewirtschaft ist in der guten biotechnologischen Herstellbarkeit sowie in den guten M\u00f6glichkeiten zur Ableitung weiterer Chemikalien durch chemische Umwandlung begr\u00fcndet (siehe Abb. 2). Diese industrielle C4- Chemie wird vergleichbar zu den Produktstammb\u00e4umen der Erd\u00f6lchemie im vergangenen Jahrhundert in den kommenden Jahrzehnten eine zentrale Bedeutung zur Herstellung von Chemiegrundstoffen und daraus resultierenden Produkten erlangen. <\/p>\n\n\n
\n ![\"Abb.](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/uploads\/news-images\/20081128-04\/Abbildung_3a.jpg\")
<\/td>\n<\/tr>\n\n Abb. 2: Der Weg vom Nachwachsenden Rohstoff zu industriellen Endprodukten. Grafik: Fraunhofer UMSICHT<\/td>\n<\/tr>\n<\/table>\n<\/div>\n
In der Literatur werden Anaerobiospirillum succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes und Mannheimia succinici producens MBEL55E als nat\u00fcrliche \u00dcberproduzenten und potenzielle Kandidaten f\u00fcr eine industrielle biotechnologische Bernsteins\u00e4ureproduktion erw\u00e4hnt. Handicaps dieser Mikroorganismen sind zurzeit das zu kostenintensive Medium, ihr langsames Wachstum und geringe Raum-Zeit- Ausbeuten. Die weltweit auf diesem Thema agierenden Arbeitsgruppen verfolgen verschiedene Wege, um konkurrenzf\u00e4hig zur petrochemischen Route zu werden. M\u00f6glich sind hierbei z.B. Kosten- und Ausbeuteoptimierung sowie genetische Modifikation von Mikroorganismen. <\/p>\n
Die erwarteten Eigenschaften von Polyamid 44 lassen sich aus herk\u00f6mmlichen Polyamiden ableiten. Diese sind durch gute Z\u00e4higkeit bei gleichzeitiger gro\u00dfer H\u00e4rte und Steifigkeit gepr\u00e4gt. Charakteristisch sind ferner die Abriebfestigkeit und die hohe Formbest\u00e4ndigkeit. <\/p>\n\n