Schäume und Klebstoffe aus Biopolymeren

Hintergrund und Zielsetzung

Der Preisanstieg bei petrochemischen Rohstoffen und ein gesteigertes Umweltbewusstsein führen dazu, dass Hersteller und Verbraucher nach Ersatz von Kleb- und Dämmstoffen durch regenerative Rohstoffe suchen. Aufgrund seiner Eigenschaften ist Lignin, das in großen Mengen als Nebenprodukt bei der Zellstoffherstellung anfällt, hierfür ein geeignetes Ausgangsmaterial. Ziel unseres Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von reaktiven Ligninen, mit denen Polyurethan-Klebstoffe und -schäume hergestellt werden können. Im Gegensatz zu der bislang üblichen Vorgehensweise wird dabei auf gesundheitsgefährdende Ausgangsstoffe verzichtet.

Vorgehensweise

Im ersten Schritt wird Lignin chemisch modifiziert, um Präpolymere mit reaktiven funktionellen Gruppen zu erhalten. Im zweiten Schritt werden die Lignine auf unterschiedlichen Wegen zu Schäumen und Klebstoffen umgesetzt. Einerseits soll die Synthese von rein ligninbasierten Polyurethanen (PUR) erfolgen. Zum anderen wird die Herstellung von Polyhydroxyurethanen (PHU) bzw. isocyanatfreien Polyurethanen (NIPU) entwickelt. Diese verschiedenen Polymerisationswege sollen schließlich für die Herstellung von Schäumen und Klebstoffen erprobt werden. Die Eigenschaften der Zwischen- und Endprodukte werden umfassend analysiert. Das Biopolymer Lignin dient somit als Ausgangsstoff für innovative und qualitativ hochwertige Werkstoffe.

Unsere Forschungsfragen

Lassen sich aus chemisch modifizierten Ligninen Polyurethane (PUR, NIPU bzw.PHU entwickeln?

Eignen sich lignin-basierte Hartschäume und Klebstoffe für hochwertige Anwendungen?

Ist es möglich, petrochemisch basierte Polyurethane durch chemisch modifizierte Lignine zu ersetzen?