Polyamide sind wichtige Kunststoffe, sie finden sich in Skibindungen genauso wie in Autos oder Kleidungsst\u00fccken. Kommerziell werden sie bislang meist auf Erd\u00f6lbasis hergestellt; es gibt nur wenige \u201egr\u00fcne\u201c Alternativen, etwa aus Rizinus\u00f6l basierende Polyamide.<\/p>\n
Biobasierte Verbindungen sind in der Herstellung oft deutlich teurer und k\u00f6nnen sich daher auf dem Markt bislang nur dann gegen\u00fcber Erd\u00f6lprodukten durchsetzen, wenn sie besondere Eigenschaften haben.<\/p>\n
Ein Team unter Leitung von Volker Sieber, Professor f\u00fcr Chemie biogener Rohstoffe an der TU M\u00fcnchen, hat nun eine v\u00f6llig neue Polyamid-Familie entwickelt, die sich aus einem Nebenprodukt der Zelluloseproduktion herstellen l\u00e4sst.<\/p>\n
Neue Polyamid-Familie
\nDer biogene Ausgangsstoff, (+)-3-Caren, ist aus zwei aneinander h\u00e4ngenden Ringen aufgebaut. Die Chemiker der TUM und des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Grenzfl\u00e4chen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Straubing modifizierten nun den einen Ring so, dass er sich unter Aneinanderreihung vieler Molek\u00fcle, also unter Bildung von Polymeren, \u00f6ffnen l\u00e4sst.<\/p>\n
Polyamide
\nDer zweite Ring bleibt dabei jeweils erhalten. So entsteht anstelle einer linearen Polymerkette wie bei gew\u00f6hnlichen Polyamiden eine Kette, die viele kleine Ringe und weitere Seitengruppen tr\u00e4gt. Dies verleiht dem Polymer v\u00f6llig neue Funktionen.<\/p>\n
Spezielle Eigenschaften
\nDie neuen Polyamide \u00fcberzeugen durch spezielle Eigenschaften, die sie f\u00fcr viele Anwendungen attraktiv machen. Sie werden beispielsweise erst bei h\u00f6heren Temperaturen weich als die konkurrierenden Erd\u00f6lprodukte. Zudem lassen sich die neuen Verbindungen sowohl transparent als auch teilkristallin herstellen, was bei gleichem Ausgangsstoff ihre sp\u00e4teren Einsatzm\u00f6glichkeiten vergr\u00f6\u00dfert.<\/p>\n
\u201eWir k\u00f6nnen leicht \u00fcber Reaktionsbedingungen und Katalysatoren w\u00e4hrend der Synthese steuern, ob wir am Ende ein transparentes oder teilkristallines Polyamid erhalten\u201c, so Sieber. \u201eDie Grundlage daf\u00fcr bietet aber vor allem die spezifische Struktur der biobasierten Ausgangsstoffe, die aus fossilen Rohstoffen so nur sehr aufw\u00e4ndig zu erhalten w\u00e4re.\u201c<\/p>\n
Gewinn an Nachhaltigkeit
\nAus industrieller Sicht \u00fcberzeugend ist, dass die Synthese quasi in einem \u201eTopf\u201c, also einem Reaktionsbeh\u00e4lter passiert. Dieses \u201eone-pot\u201c-Verfahren erm\u00f6gliche es nicht nur, die Kosten erheblich zu reduzieren, sondern bedeute auch einen deutlichen Gewinn an Nachhaltigkeit, so Sieber.<\/p>\n
Der biogene Ausgangsstoff (+)-3-Caren l\u00e4sst sich n\u00e4mlich aus bei der Zelluloseindustrie als Nebenprodukt anfallendem Terpentin\u00f6l mit verh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig geringem Aufwand in hoher Reinheit herausdestillieren.<\/p>\n
Bislang wurde das Terpentin\u00f6l in den Zellulosefabriken nur verheizt. \u201eWir verwenden es als wertvollen Ausgangsstoff f\u00fcr Kunststoffe\u201c, sagt Sieber. \u201eDas ist eine enorme Wertsteigerung.\u201c<\/p>\n
Keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion
\nSieber weist darauf hin, dass man beim Terpentin\u00f6l nicht, wie etwa bei der Verwendung von Rizinus\u00f6l, in Fl\u00e4chenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehe. Noch sind die Forscher mit der erreichten Gesamtausbeute des Prozesses nicht ganz zufrieden, sie liegt bei 25 Massenprozent.<\/p>\n
\u201eDank der einfachen Skalierbarkeit ist das Potenzial f\u00fcr einen effizienten Prozess sehr hoch\u201c, sagt Paul Stockmann, auf dessen Doktorarbeit an der TUM die Ergebnisse beruhen. Am Fraunhofer-IGB arbeitet der Chemiker nun daran, (+)-3-Caran-basierte Polyamide als Alternative f\u00fcr erd\u00f6lbasierte Hochleistungspolyamide am Markt zu etablieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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