{"id":48332,"date":"2017-12-11T07:23:23","date_gmt":"2017-12-11T06:23:23","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=48332"},"modified":"2017-12-07T13:53:16","modified_gmt":"2017-12-07T12:53:16","slug":"gruene-chemie-polyurethane-mit-synthesebausteinen-aus-lignin","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/gruene-chemie-polyurethane-mit-synthesebausteinen-aus-lignin\/","title":{"rendered":"Gr\u00fcne Chemie: Polyurethane mit Synthesebausteinen aus Lignin"},"content":{"rendered":"
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Polyurethansch\u00e4ume kommen im Baubereich h\u00e4ufig zum Einsatz. Foto: iStock\/MartinFredy<\/figcaption><\/figure>\n

Im Projekt \u201eLignoplast\u201c arbeitete ein Forscherverbund unter Koordination des Fraunhofer-Zentrums f\u00fcr Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP daran, Lignin als Chemierohstoff nutzbar zu machen. Als Verfahren zur prim\u00e4ren Raffination erwies sich die basenkatalytische Spaltung als besonders vielversprechend, die das CBP erfolgreich in den Pilotma\u00dfstab \u00fcbertrug. Mehrere Industriepartner stellten aus den gewonnenen Synthesebausteinen verschiedene Produkte her und unterzogen sie diversen Tests. Vor allem ligninbasierte Polyurethan(PUR)- und Polyiso(PIR)-Hartsch\u00e4ume sowie Beschichtungen f\u00fcr Langzeitd\u00fcnger, die bislang aus Phenolharzen hergestellt werden, erscheinen aussichtsreich.<\/strong><\/p>\n

Verholzte Biomasse, also vor allem B\u00e4ume, bestehen in der Trockenmasse bis zu 30 Prozent aus Lignin. Damit geh\u00f6rt diese Substanz zu den h\u00e4ufigsten organischen Verbindungen der Erde. Lignin f\u00e4llt bislang vor allem als sog. Kraft-Lignin als Nebenprodukt der Zellstoffproduktion an. Aufgrund des Aufschlussverfahrens mit Sulfit oder Sulfat sind Lignine aus Zellstoffprozessen schwefelhaltig, was eine nachfolgende stoffliche Nutzung behindern kann. Deshalb werden sie \u00fcberwiegend verbrannt. Es gibt aber auch neuere Verfahren, die schwefelfreie Organosolv- oder Hydrolyse-Lignine erzeugen.<\/p>\n

Ziel des Vorhabens Lignoplast war es, innovative Verfahren zu entwickeln, um aus diesen verschiedenen Lignintypen aromatische Synthesebausteine zu gewinnen und damit Klebstoffe, Lacke, Polyurethane und Epoxide herzustellen und zu erproben.<\/p>\n

Im Ergebnis erwies sich die basenkatalytische Spaltung als besonders vielversprechender Prozess, um\u00a0 die komplex aufgebauten Lignin-Molek\u00fcle in einfache Bausteine zu zerlegen. Aus diesen lassen sich dann neue Verbindungen synthetisieren. Die basenkatalytische Spaltung ist grunds\u00e4tzlich f\u00fcr alle Lignintypen geeignet. Die Forscher des Fraunhofer ICT ermittelten, bei welchen Parametern sich mit diesem Verfahren die besten Resultate erzielen lassen. Anschlie\u00dfend \u00fcbertrug das Fraunhofer CBP den Prozess in den Pilotma\u00dfstab. Aus den Produkten stellten weitere Verbundpartner hochwertige PUR-Hartsch\u00e4ume her, die sich zum Beispiel als Isolationsmaterial f\u00fcr den Bausektor eignen. Den Firmen Rampf Polymer Solutions und Rampf Ecosystems gelang die Entwicklung von PUR-Hartsch\u00e4umen direkt aus Organosolv-Lignin. Aufgrund seines geringen Eigengeruchs, der h\u00f6heren Flie\u00dff\u00e4higkeit und einer nur leicht verringerten Reaktivit\u00e4t eignete sich dieser Lignintyp besser f\u00fcr die Hartschaumherstellung als Kraft-Lignin. Vom Fraunhofer WKI synthetisierte Ligninderivate und ligninbasierte Polyole wiederum lie\u00dfen sich vielf\u00e4ltig f\u00fcr Polyurethan-Gie\u00dfharze verwenden. Schlie\u00dflich ersetzte die ASK Chemicals Beschichtungen f\u00fcr Langzeitd\u00fcnger, die bislang auf Phenolharz basieren, bis zu 100 Prozent durch ligninmodifizierte Harze. Pr\u00fcfungen zeigten, dass die Lignin-Beschichtung der Phenolharzschicht bei der Wirkstoffabgabe ebenb\u00fcrtig war, hinzu kommt der Vorteil der biologischen Abbaubarkeit.<\/p>\n

Die Projektergebnisse zeigen vielversprechende Ans\u00e4tze auf, um mit Lignin petrochemische Rohstoffe in Produkten im Sinne der Bio\u00f6konomie zu ersetzen. F\u00fcr eine Kommerzialisierung m\u00fcssen Lignin und daraus gewonnene Chemikalien jedoch in ausreichender Menge und konstant verf\u00fcgbar sein. Es gilt deshalb, alternative Aufschlussverfahren zu etablieren, damit k\u00fcnftig anstelle von Kraft-Lignin die besser geeigneten Lignintypen wie Organosolv-Lignin anfallen. Letzteres l\u00e4sst sich besonders gut aus Laubholz gewinnen, das im Zuge des Waldumbaus vermehrt zur Verf\u00fcgung steht.<\/p>\n

Das Vorhaben “Funktionalisierte Ligninspaltprodukte als Synthesebausteine f\u00fcr die Herstellung von Klebstoffen, Lacken, Polyurethanen und Epoxyden (Lignoplast)” wurde vom Bundesministerium f\u00fcr Ern\u00e4hrung und Landwirtschaft (BMEL) \u00fcber den Projekttr\u00e4ger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gef\u00f6rdert. Die Abschlussberichte stehen auf fnr.de unter den folgenden F\u00f6rderkennzeichen zur Verf\u00fcgung:<\/p>\n

22014212<\/a>: Rohstoffbereitstellung, Scale-up und Koordination\u00a0\u00a0\u00a0 –
\nFraunhofer-Zentrum f\u00fcr Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP<\/p>\n

22024312<\/a>: Ligninfunktionalisierung und Lignindepolymerisation, verfahrenstechnische Aspekte – Fraunhofer-Institut f\u00fcr Chemische Technologie ICT<\/p>\n

22024412<\/a>: Ligninfunktionalisierung und Grundlagenuntersuchungen von Klebstoff-, Lack- und Harzsystemen – Fraunhofer-Institut f\u00fcr Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI<\/p>\n

22024512<\/a>: Enzymatische Ligninfunktionalisierung sowie Ligninfunktionalisierung; Lignindepolymerisation, katalytische Aspekte – Fraunhofer-Institut f\u00fcr Grenzfl\u00e4chen- und Bioverfahrenstechnik IGB)<\/p>\n

22024612<\/a>: Enzymatische Ligninfunktionalisierung – Universit\u00e4t Stuttgart – Fakult\u00e4t 4 Energie-, Verfahrens- und Biotechnik – Institut f\u00fcr Grenzfl\u00e4chenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie (IGVP)<\/p>\n

22024712<\/a>: Untersuchungen zu Polyurethansystemen – RAMPF Eco Solutions GmbH & Co. KG<\/p>\n

22024812<\/a>: Untersuchungen zu Polyurethansystemen – RAMPF Polymer Solutions GmbH & Co. KG<\/p>\n

22024912<\/a>: Scale-up und Bewertung – Linde Aktiengesellschaft – Engineering Division<\/p>\n

22025012<\/a>: Anwendungsuntersuchungen von Klebstoff-, Lack- und Harzsystemen – Jowat AG<\/p>\n

22025112<\/a>: Ligninfunktionalisierung und Anwendungsuntersuchungen von Klebstoff-, Lack- und Harzsystemen – Robert Kr\u00e4mer GmbH & Co. KG<\/p>\n

22025212<\/a>: Untersuchungen zu Polyurethansystemen – ASK Chemicals GmbH<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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