Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Der Begriff biobasierte Polymere umfasst sowohl natürliche polymere Verbindungen wie Cellulose, Lignin, Stärke und chemisch gewonnene Derivate wie Celluloseacetat, als auch aus biobasierten Monomeren hergestellte Polymere wie Polyamid 11 (PA11), das aus der aus dem Samen des Wunderbaums nach chemischer Umwandlung gewonnenen 11-Aminoundecansäure aufgebaut ist.
Werden aus der Petrochemie bekannte Monomere wie Ethylenglycol für Polyethylentherephtalat (PET) aus Bioressourcen hergestellt, spricht man von Drop-in-Monomeren. Die resultierenden Kunststoffe entsprechen molekularstrukturell und bezüglich ihrer Eigenschaften exakt den aus fossilen Rohstoffen aufgebauten Kunststoffen.
Daneben bieten die vielfältigen Strukturmotive natürlicher Rohstoffquellen die Möglichkeit, völlig neuartige Polymere mit besonderen Eigenschaften herzustellen. Am Fraunhofer IGB, Standort Straubing, wird die Neuentwicklung innovativer biobasierte Polymere und Additive intensiv erforscht. Die Aktivitäten erstrecken sich dabei über die chemische Modifikation von Polysacchariden, den kontrollierten Abbau von Lignin oder die Umwandlung von Biomolekülen zu Spezialpolymeren bis hin zur Entwicklung biobasierter Weichmacher und Nukleierungsmittel.
Im Fokus: Monoterpene für Kunststoffanwendungen
Monoterpene sind Biomoleküle, die von unterschiedlichsten Pflanzen, Mikroorganismen und Pilzen in hoher struktureller Vielfalt produziert und aus industriellen Abfallströmen, beispielsweise der Papier- und Saftindustrie, gewonnen werden können. Sie gelten aufgrund ihrer guten Zugänglichkeit für chemische Modifikation, des geringen Gehalts an Heteroatomen, der geeigneten Molekülgröße und ihrer zu speziellen (Polymer-)Eigenschaften führenden Molekularstrukturen als vielversprechender Ausgangsstoff für biobasierte Kunststoffanwendungen. Die chemische und enzymatische Modifikation –ausgehend vom natürlichen Monoterpen bis hin zu polymerisationsfähigen Monomeren oder (teil-)biobasierten Additiven – wird am Institutsteil Straubing des Fraunhofer IGB intensiv erforscht.