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© Thünen-Institut
Institut für

AT Agrartechnologie

Biobasierte Polymere und Materialien

Synthetische, meist auf Erdöl basierende Polymere und Materialien tragen entscheidend zur Lebensqualität bei. Wir untersuchen, entwickeln und bewerten alternative, biobasierte Produkte.

In Anbetracht der Verknappung unserer fossilen Ressourcen und der Umweltauswirkungen ihres intensiven Verbrauchs, wurden in den vergangenen zwanzig Jahren weltweit biobasierte Alternativen für konventionelle polymere Produkte und Materialien entwickelt. Im Alltag trifft man zunehmend auf die ersten kommerziellen Anwendungen. Beispiele sind Verpackungen, Einmalgeschirr oder Kugelschreiber aber auch komplexere Produkte wie Klebstoffe, Lacke und Faserverbundmaterialien.

In den seltensten Fällen werden diese Produkte aus nur einer chemischen Grundsubstanz hergestellt. In der Regel werden komplexe Mischungen verschiedener chemischer Grundstoffe eingesetzt, die für die zu ersetzende oder neue Anwendung gezielt ausgewählt und miteinander verknüpft werden. Bislang sind längst nicht alle biobasierten Grundstoffe kommerziell erhältlich, da sich ihre Herstellungsprozesse oft noch in der Entwicklung befinden oder ihre Eigenschaften noch nicht systematisch untersucht worden sind. Entsprechend konnte bislang auch nicht bewertet werden, welche biobasierten Grundstoffe echte Alternativen für konventionelle darstellen und welche neuen Anwendungsfelder sich mit ihnen erschließen lassen.

Wir bearbeiten diese Fragestellungen im Rahmen unserer Projekte. Neben der Untersuchung und Optimierung von kommerziellen Produkten liegt der Schwerpunkt unserer Arbeiten auf der anwendungsspezifischen Entwicklung und Optimierung von neuen biobasierten Polymeren und Materialien. Hierbei synthetisieren wir neue funktionale Strukturen und führen umfassende Struktur- und anwendungsorientierte Materialcharakterisierungen durch. Ein besonderes Augenmerk legen wir hierbei auf die Aspekte Funktionalität, Wirtschaftlichkeit und Sicherheit.

Galerie

Projekte

Bioabbaubare biobasierte Kunststoffe – Handlungsempfehlungen für den zweckmäßigen Einsatz

Produkte aus bioabbaubaren biobasierten Kunststoffen (BBK) werden oft als mögliche (Teil-) Lösung für die steigende Verschmutzung der Umwelt mit langlebigem Plastikmüll angesehen. Doch wo ist eine Substitution der konventionellen, erdölbasierten Kunststoffe durch BBK in der Praxis wirklich sinnvoll? Dieser Fragestellung gehen das Institut für Agrartechnologie und das Institut für Marktanalyse nach.

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Bioabbaubare biobasierte Kunststoffe – Handlungsempfehlungen für den zweckmäßigen Einsatz

Itaconsäure für Polyester

Polyester sind wichtige Kunststoffe, die überwiegend aus fossilen Rohstoffen gewonnen werden. Eine nachhaltigere Alternative, an der wir im Rahmen eines ERA-IB-Projektes arbeiten, wäre die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen aus Resten wie Spreu oder Orangenschalen.

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Itaconsäure für Polyester

Biobasierte ungesättigte Polyesterharze

Viele Faserverbundmaterialien sind auf petrochemisch hergestellte ungesättigte Polyesterharze angewiesen. Diese enthalten große Mengen gesundheitsschädlichen Styrols. Wir entwickeln Styrol freie, biobasierte Alternativen.

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Biobasierte ungesättigte Polyesterharze

Neue biobasierte Polymere und Materialien

Synthetische Polymere und Materialien leisten einen entscheidenden Beitrag zur Erhaltung unseres hohen Lebensstandards. Wir analysieren, bewerten und entwickeln Alternativen für eine biobasierte Wirtschaft.

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Neue biobasierte Polymere und Materialien

Biobasierte Hotmelt-Klebstoffe

Hotmelt-Klebstoffe sind wichtige Industrieklebstoffe, die in großer Menge im Verpackungs- und Möbelsektor eingesetzt werden. Zurzeit werden sie praktisch ausschließlich aus petrochemischen Erzeugnissen hergestellt. Der Einsatz von Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen erhöht den biobasierten Anteil von Hotmelt-Klebstoffen und schont fossile Ressourcen.

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Biobasierte Hotmelt-Klebstoffe

Biobasierte Bindemittel für Lithium-Ionen-Batterien (BeBAT)

Wegen ihrer hohen Energiedichte, ihres geringen Gewichts und einer hohen Zyklusstabilität werden Lithium-Ionen-Batterien immer wichtiger im Bereich der Elektromobilität und in der stationären Speicherung von elektrischer Energie. Um ihren Herstellungsprozess und ihre Umweltverträglichkeit zu verbessern, entwickeln wir epoxidbasierte Bindemittel aus nachwachsenden Rohstoffen als Komponenten für die Beschichtung der Elektroden.

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Biobasierte Bindemittel für Lithium-Ionen-Batterien (BeBAT)

Technische Ausstattung

Biobasierte Polymere und Materialien

Das Institut kann auf eine umfangreiche apparative Ausstattung zur Herstellung und Funktionalisierung von Polymeren und Materialien zurückgreifen. Die in diesem Zusammenhang eingesetzte instrumentelle Analytik erlaubt die Ermittlung komplementärer Struktur- und Eigenschaftsparameter unter Anwendungsbedingungen.

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Biobasierte Polymere und Materialien

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