{"id":58612,"date":"2018-11-23T07:32:31","date_gmt":"2018-11-23T06:32:31","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=58612"},"modified":"2018-11-21T13:12:39","modified_gmt":"2018-11-21T12:12:39","slug":"forscher-legen-grundlagen-fuer-biobasierte-epoxidharz-und-polyurethan-klebstoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/forscher-legen-grundlagen-fuer-biobasierte-epoxidharz-und-polyurethan-klebstoffe\/","title":{"rendered":"Forscher legen Grundlagen f\u00fcr biobasierte Epoxidharz- und Polyurethan-Klebstoffe"},"content":{"rendered":"
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\u00a9mafffi – stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure>\n

Im Projekt BioDur hat das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) mit drei Industriepartnern neue Wege erforscht, um \u00fcberwiegend biobasierte Klebstoffe herzustellen, die \u00e4hnliche Eigenschaften wie synthetische Epoxidharz- oder Polyurethanklebstoffe aufweisen. Besonders erfolgreich war eine Anwendung im Kosmetikbereich als haut- und umweltfreundlicher Klebstoff f\u00fcr k\u00fcnstliche Fingern\u00e4gel.<\/strong><\/p>\n

Das Vorhaben wurde im Rahmen des F\u00f6rderschwerpunktes \u201eKlebstoffe und Bindemittel\u201c des Bundesministeriums f\u00fcr Ern\u00e4hrung und Landwirtschaft (BMEL) von 2014 gef\u00f6rdert. Das BMEL will mit diesem F\u00f6rderschwerpunkt einen Beitrag zum Konzept der biobasierten Wirtschaft leisten und petrochemische Rohstoffe in Klebstoffen durch nachwachsende Rohstoffe ersetzen.<\/p>\n

Epoxidharze erm\u00f6glichen hochfeste Klebverbindungen in vielen industriellen Produkten. Bei ihrer Herstellung wird allerdings Bisphenol A verwendet. Dieser Substanz, die unter dem Verdacht steht, gesundheitssch\u00e4digend zu sein, drohen k\u00fcnftig Anwendungsbeschr\u00e4nkungen. Ziel des Projektes BioDur war es deshalb, unbedenkliche, biobasierte Klebstoffsysteme auf der Basis epoxidierter Pflanzen\u00f6le zu entwickeln. Au\u00dferdem untersuchten die Forscher die M\u00f6glichkeit, anteilig biobasierte Polyurethanklebstoffe herzustellen.<\/p>\n

Ein typischer 2-Komponentenklebstoff besteht aus einem Epoxidharz und einem H\u00e4rter. In BioDur setzten die Forscher auf epoxidierte Pflanzen\u00f6le als Ersatz f\u00fcr die Epoxidharze und auf oligomere Polyester aus Milchs\u00e4ure, um die mechanischen Eigenschaften einzustellen. Lediglich der notwendige H\u00e4rtungskatalysator ist petrochemisch basiert. Epoxidierte Pflanzen\u00f6le stehen bereits zur Verf\u00fcgung, sie sind physiologisch unbedenklich. Neu im Projekt entwickelt wurden die Milchs\u00e4ure-Polyole. Die Forscher nutzten oligomere Poly(L-lactid)diole, die zu den sogenannten Telechelen z\u00e4hlen. Als solche werden niedermolekulare Polymere mit reaktionsfreudigen Gruppen an beiden Kettenenden bezeichnet. Die im Vorhaben eingesetzten Telechele sind bislang kommerziell nicht verf\u00fcgbar. Aus industriell verf\u00fcgbarem und biotechnologisch produziertem Dilactid gewonnen, k\u00f6nnten sie eine ideale Basis f\u00fcr biobasierte Klebstoffe darstellen. Die Forscher entwickelten eine entsprechende Klebstoff-Rezeptur mit 30 Prozent (Massenanteil) oligomerer Milchs\u00e4ure mit einer mittleren Molmasse von 1000 Da in epoxidiertem \u00d6l mit hohem Oxirangehalt. Der Anteil nachwachsender Rohstoffe an dieser Formulierung lag bei 99 Prozent.<\/p>\n

Beispielhaft erprobten die Forscher die Rezeptur dann als Klebstoff f\u00fcr k\u00fcnstliche Fingern\u00e4gel. Herk\u00f6mmliche Klebstoffe in diesem Anwendungsbereich m\u00fcssen aufgrund umweltsch\u00e4dlicher und hautsensibilisierender Eigenschaften gekennzeichnet sein. Die BioDur-Rezeptur erf\u00fcllte die Anforderungen an einen kennzeichnungsfreien, hautfreundlichen Klebstoff, was auch durch den Verzicht auf schwermetallhaltige Hilfsmittel erreicht wurde. Weitere Pluspunkte waren die guten Haftungseigenschaften, die hohe Chemikalienbest\u00e4ndigkeit und Lagerstabilit\u00e4t. Als einziges Manko stellte sich die gelbe Farbe heraus – ein vollst\u00e4ndig farbloser Klebstoff gelang noch nicht. Insgesamt sehen die Forscher bei einer weiteren Optimierung der Rezeptur gro\u00dfe Marktchancen im Kosmetikbereich, aber auch f\u00fcr zahlreiche Anwendungen von Strukturklebstoffen.<\/p>\n

In einem weiteren Arbeitspaket ersetzte das Wissenschaftlerteam erd\u00f6lbasierte Polyether in 2 Komponenten-Polyurethan(PUR)klebstoffen durch Milchs\u00e4ure-Polyole. Die so hergestellten Formulierungen eigneten sich allerdings aufgrund der f\u00fcr eine industrielle Fertigung zu langsamen Aush\u00e4rtung nicht f\u00fcr den Einsatzbereich Holzwerkstoffe und M\u00f6bel. Den Ersatz von Polyesterpolyolen in PUR-Klebstoffen halten die Forscher aber f\u00fcr aussichtsreich und wollen hier weitere Untersuchungen durchf\u00fchren.<\/p>\n

\u201ePolymilchs\u00e4ure ist inzwischen so preisg\u00fcnstig, dass daraus hergestellte Telechele das Potenzial haben, synthetische Polyole in Klebstoffen mittelfristig zu ersetzen. Am schnellsten k\u00f6nnte der Wechsel bei kationisch polymerisierenden biobasierten Klebstoffen erfolgen, da bereits ein sehr gutes Eigenschaftsprofil demonstriert werden konnte. Die von uns entwickelten Produkte haben erstmals gezeigt, dass der Wechsel grunds\u00e4tzlich machbar ist\u201c, erkl\u00e4rt Projektkoordinator Professor Andreas Hartwig vom IFAM.<\/p>\n

Das Verbundvorhaben \u201eKlebstoffe auf Basis epoxidierter pflanzlicher \u00d6le und hydroxyfunktioneller Polyester aus nat\u00fcrlichen Monomeren\u201c wurde vom BMEL \u00fcber den Projekttr\u00e4ger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gef\u00f6rdert. Ansprechpartner zu den Teilvorhaben und der gemeinsame Abschlussbericht stehen auf fnr.de unter folgenden F\u00f6rderkennzeichen zur Verf\u00fcgung:<\/p>\n

FKZ 22020514<\/a> \u2013 Fraunhofer-Institut f\u00fcr Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM): Untersuchungen zur Polymerisation der entwickelten Monomere und Formulierung der Klebstoffe<\/p>\n

FKZ 22004715<\/a> – HOBUM Oleochemicals GmbH: Funktionalisierung epoxidierter Pflanzen\u00f6le\/ester und Synthese telecheler Polyole<\/p>\n

FKZ 22004815<\/a> – Wellmann Technologies GmbH: Entwicklung und Erprobung von biobasierten Klebstoffen sowie Gelen f\u00fcr k\u00fcnstliche Fingern\u00e4gel<\/p>\n

FKZ 22004915<\/a> – Jowat SE: Entwicklung und Erprobung von biobasierten Klebstoffen f\u00fcr Holz und M\u00f6bel<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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