CbP – Campher-basierte Polymere

Monomere aus Campher ermöglichen biobasierte Kunststoffe

Die Substitution von erdöl-basierten Materialien durch nachwachsende Rohstoffe, ist eine der größten Herausforderungen für die Industrie. Speziell im Bereich der Polymere nimmt der Bedarf an bio-basierten Lösungen stetig zu, kann aber von Seiten der Industrie nur sehr begrenzt abgedeckt werden. Insbesondere im Bereich der Polyamide wird die bisher einzige bio-basierte Alternative am Markt aus Rizinusöl hergestellt, und steht somit in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion. Gleichzeitig hat dieses Produkt nur sehr geringe Wachstumsmöglichkeiten auf Grund der begrenzten Verfügbarkeit von kultivierbaren Landstrichen. Des Weiteren sind mehrere Syntheseschritte notwendig um das natürlichen Rohöl in bio-basierte Monomere für die Polymerproduktion umzuwandeln.

Interessanterweise können für die Erzeugung von bio-basierten Monomeren für Polyamide und Polyester auch Abfallstoffe der Zellstoffindustrie eingesetzt werden. Die darin enthaltenen Terpene sind hydrophobe Kohlenwasserstoffe und auf Grund der geringen Kosten und den großen Mengen an verfügbarem Material interessante Ausgangsstoffe für die Herstellung bio-basierter Monomere.

Durch einen einzelnen Syntheseschritt können diese Rohstoffe in funktionale Monomere umgewandelt werden. Insbesondere das Terpen Campher, welches hauptsächlich in China aus Reststoffen der Zellstoffindustrie gewonnen wird, hat auf Grund seiner chemischen Struktur, großes Potential für die Herstellung von Bio-Polymeren mit einzigartigen Eigenschaften. Der entscheidende Schritt für den Einsatz von Campher in der Bioökonomie ist ein effizientes Verfahren für die selektive oxidative Funktionalisierung hin zu bio-basierten Monomeren.

Da chemische Prozesse meist drastische Reaktionsbedingungen und umweltgefährdende Chemikalien benötigen, dabei aber nur moderate Selektivitäten aufweisen, sind biokatalytische Verfahren die Methode der Wahl für die Produktion bio-basierter Materialien. Das Ziel des Projektes Campher basierte Polymere ist deshalb die Entwicklung einer Wertschöpfungskette zur Erzeugung nachhaltiger bio-basierter Polymere ausgehend vom natürlichen Terpen Campher aus chinesischen Rohstoffvorkommen hin zu deutschen Produzenten polymerer Materialien.

Projektinformationen

Projekttitel:

CbP – Campher basierte Polymere

 

Projektlaufzeit:

Januar 2018 – Dezember 2020

 

Projektpartner:

  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Institutsteil Bio-, Elektro- und Chemokatalyse BioCat, Straubing, Deutschland
  • Technische Universität München, München, Deutschland (Koordinator)
  • South China University of Technology (SCUT), Guangzhou, China
  • Guangzhou Green Oil Industrial Co. Ltd., Guangzhou, China

Förderung

Wir danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung des Projekts »Campher-basierte Polymere«, Förderkennzeichen 031B0501B, Programm »Bioeconomy international«.