Infobrief der FNR 01 / 2019: Biowerkstoffe/ Biokunststoffe

Biobasierte Epoxidharz- und Polyurethan-Klebstoffe

Epoxidharze ermöglichen hochfeste Klebverbindungen in vielen industriellen Produkten. Bei ihrer Herstellung wird allerdings Bisphenol A (BPA) verwendet. Dieser Substanz, die unter dem Verdacht steht gesundheitsschädigend zu sein, drohen künftig Anwendungsbeschränkungen. Forscher und Forscherinnen des Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) sowie der Unternehmen HOBUM Oleochemicals GmbH, Wellmann Technologies GmbH und Jowat SE haben sich daher im Verbundprojekt BioDur darangemacht, unbedenkliche biobasierte Klebstoffsysteme auf der Basis epoxidierter Pflanzenöle zu entwickeln und dabei auch anteilig biobasierte Polyurethanklebstoffe herzustellen.

Ein typischer 2-Komponentenklebstoff besteht aus einem Epoxidharz und einem Härter. Als Ersatz für die Epoxidharze setzten die Forscher und Forscherinnen auf epoxidierte Pflanzenöle und oligomere Polyester aus Milchsäure (Bio-Dur-System). Lediglich der notwendige Härtungskatalysator ist weiterhin petrochemisch basiert. Während epoxidierte Pflanzenöle bereits kommerziell verfügbar sind, wurden die oligomeren Polyester auf Basis von niedermolekularer Polymilchsäure neu entwickelt. Aus industriell verfügbarem und biotechnologisch produziertem Dilactid gewonnen, könnten sie eine ideale Basis für biobasierte Klebstoffe darstellen.

Die Forscher und Forscherinnen entwickelten eine Klebstoff-Rezeptur aus 30 Prozent Polymilchsäure und erprobten diese beispielhaft als Klebstoff für künstliche Fingernägel. Herkömmliche Klebstoffe in diesem Anwendungsbereich müssen aufgrund umweltschädlicher und hautsensibilisierender Eigenschaften gekennzeichnet sein. Die BioDur-Rezeptur erfüllte 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 Chemikalienbeständigkeit und Lagerstabilität. Als einziges Manko stellte sich die gelbe Farbe heraus - ein vollständig farbloser Klebstoff gelang noch nicht.

In 2‑Komponenten-Polyurethan (PUR)-klebstoffen ersetzte das Wissenschaftlerteam auch den erdölbasierten Polyether durch Polymilchsäure. Noch eignet sich die so hergestellte Formulierung allerdings aufgrund der für die industrielle Fertigung zu langsamen Aushärtung nicht für den Einsatzbereich Holzwerkstoffe und Möbel. Aber die Forscher und Forscherinnen halten den Ersatz von Polyesterpolyolen in PUR-Klebstoffen für aussichtsreich und wollen weitere Untersuchungen durchführen.

„Polymilchsäure ist inzwischen so preisgünstig, dass daraus hergestellte Telechele das Potenzial haben, synthetische Polyole in Klebstoffen mittelfristig zu ersetzen. Am schnellsten könnte 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 grundsätzlich machbar ist“, erklärt Projektkoordinator Professor Andreas Hartwig vom IFAM.

Mit Pflanzenfasern auf die Rennstrecke

Naturfasern und Hightech - geht das zusammen? Wie gut es geht, zeigte der Porsche-Rennwagen mit Karosserieteilen aus Flachsfasern und Biokunststoffen am FNR-Stand auf der Internationalen Grünen Woche 2019. Mit seinen besonders leichten und gleichzeitig stabilen Biowerkstoffen dient der Prototyp als Vorbild für den automobilen Leichtbau der Zukunft. Porsche setzt die Ergebnisse, die aus einem vom BMEL geförderten Forschungsprojekt stammen, jetzt in einer ersten Kleinserie um.

Emotionen und Infos rund um das sogenannte BioconceptCar haben wir für Sie erlebbar gemacht.

Tagungsband Wissensforum Biobasierte Kunststoff-Verpackungen

Biobasierte Kunststoffe werden für den Verpackungsmarkt immer wichtiger. Daher standen die Herausforderungen bei der Entwicklung von innovativen Verpackungslösungen aus biobasierten Kunststoffen im Fokus des Wissensforums Biobasierte Kunststoff-Verpackungen. Das parallel zur FachPack 2018 in Nürnberg abgehaltene Wissensforum war mit über 120 Teilnehmern und Teilnehmerinnen ein voller Erfolg. Im Tagungsband können Sie die verschiedenen Beiträge zu Forschung, Entwicklung und Praxis, ökologischen Aspekten sowie zur Rolle der biobasierten Kunststoff-Verpackungen im neuen Verpackungsgesetz nachlesen.

Entwicklung einer Erntemaschine für den Kautschukersatz Russischer Löwenzahn

Russischer Löwenzahn gilt als interessante Alternative zu dem in den Tropen wachsenden Kautschukbaum. Dieser ist bis heute Hauptlieferant von Naturkautschuk, einem besonders elastischen und für viele Anwendungen unersetzlichen Biopolymer. In Deutschland fördert u. a. das BMEL seit 2011 Arbeiten zum Russischen Löwenzahn. In den BMEL-geförderten Projekten TAKOWIND I und II ging bzw. geht es um die züchterische Optimierung, den Anbau und die aus der Pflanzenwurzel gewinnbaren Produkte Kautschuk und Latex. Nun startete das Projekt TAKOROD, bei dem die Erntetechnik im Zentrum steht. Denn in Anbauversuchen hat sich bereits gezeigt, dass herkömmliche Maschinen die Wurzeln dieser Pflanze nicht optimal roden können. Dies hoffen die drei Projektpartner bis zum Ende von TAKOROD im Jahr 2022 ändern zu können. Nicht zuletzt der am Projekt beteiligte Reifenhersteller Continental benötigt die Erntetechnik für sein Taraxagum® Lab in Anklam (Vorpommern). Dort baut er Versuchskulturen des Russischen Löwenzahns an und erforscht die Kautschukgewinnung aus der Pflanze weiter.

Neben der Continental Reifen Deutschland GmbH arbeiten die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) und die HOLMER Maschinenbau GmbH im Projekt mit.

Förderaufruf: „Biobasierte Kunststoffverpackungen für Lebensmittel“

Die Entwicklung neuer, biobasierter Kunststoffverpackungen für Lebensmittel ist das Ziel des neuen BMEL-Förderaufrufs. Förderfähige Themen sind ein recyclinggerechtes Design und migrationsarme Additive für die biogenen Verpackungen sowie die Erforschung der Diffusionseigenschaften von relevanten organischen Substanzen aus den Materialien.

Der Aufruf basiert auf den Ergebnissen einer Studie, die das BMEL 2016 beauftragt hatte. Das Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu-Institut) analysierte mit zwei Partnern den Markt und die technischen Eigenschaften biobasierter Lebensmittelverpackungen. Der Förderaufruf setzt einen Teil der Handlungsempfehlungen der Studie um.

Projektvorschläge können für industrielle Verbundforschungsprojekte bis zum 31. März 2019 eingereicht werden.

Einreichungsfrist für Skizzen: 31.3.19

Gefördert aus: Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe

©rufar - stock.adobe.com
Verpackte Lebenmittel, Quelle: rufar - Fotolia
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