Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Biobasierte Polyamide aus dem Terpen 3-Caren.
Biobasierte Polyamide aus dem Terpen 3-Caren.

Biopolymere und biobasierte Polymere

Beispiele unserer Entwicklungen in diesem Bereich sind Biopolymere als Verpackungsmaterial für Lebensmittel oder im Bereich der Medizinprodukte (siehe Geschäftsfeld Gesundheit). Durch Beschichtungen oder besondere Funktionalitäten der biobasierten Monomere werden neue Eigenschaften erreicht. Dies zeigen vom Fraunhofer IGB entwickelte transparente Caramide aus Terpenen eindrucksvoll.

Ausgehend von nachwachsenden Rohstoffen wie Zuckern, pflanzlichen und tierischen Lipiden oder Chitin haben wir Synthesewege von Monomeren für die Kunststoffherstellung aufgezeigt, etwa von kurz- und langkettigen Dicarbonsäuren und Fettsäureepoxiden. Die fraktionierte Aufbereitung von pflanzlichen Roh- und Reststoffen ist eine weitere Möglichkeit, das Synthesepotenzial der Natur zu nutzen. Am Fraunhofer IGB werden diese Methoden (weiter-)entwickelt und im Bedarfsfall mit nachgeschalteten Konditionierungs- und Funktionalisierungsprozessen kombiniert.

Biobasierte Polymere und Additive

Geformte Polsterungen aus biobasierten Polyamiden auf der Basis des Terpens 3-Caren.
© Fraunhofer IGB
Geformte Polsterungen aus biobasierten Polyamiden auf der Basis des Terpens 3-Caren.

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.

Langkettige Dicarbonsäuren aus Pflanzenölen

Langkettige Dicarbonsäuren (C>12) stellen interessante Zwischenprodukte für die Synthese von Kunststoffen mit neuen Eigenschaften dar. Beispielsweise werden Dicarbonsäuren bei der Herstellung von Polyamiden und Polyestern eingesetzt. Diese sind jedoch chemisch aufwändig zu synthetisieren. Alternativ können langkettige Dicarbonsäuren biotechnologisch aus dem nachwachsenden Rohstoff Rapsöl hergestellt werden. Im Rapsöl sind Fettsäuren an Glycerin gebunden. Nach Spaltung können die freien Fettsäuren beispielsweise von Hefen der Gattung Candida zu Dicarbonsäuren umgesetzt werden.

Candida-Zellen und Bildung von Dicarbonsäure (DCA) aus Ölsäuremethylester (OME).
© Fraunhofer IGB
Candida-Zellen und Bildung von Dicarbonsäure (DCA) aus Ölsäuremethylester (OME).

Aufbereitung von Chitin für die Textilindustrie

Chitosan
© Fraunhofer IGB
Aus Insektenhäuten aufgereinigtes Chitosan.

Insektenbasiertes Chitosan hat sich als lokale Alternative zu krabbenbasiertem Chitosan in vielerlei Hinsicht etabliert. Auf der Basis verschiedener Projekte konnte das IGB ein Verfahren entwickeln, um hochreines Chitosan zu gewinnen. Ein aktuelles Projekt beschäftigt sich mit der Anwendung von hydrophobisiertem Chitosan zur Textilbeschichtung.  

Interdisziplinäres Forschungsfeld zwischen Stuttgart, Straubing und Leuna

Neue Ansätze zur Nutzung von Biopolymeren und zur Herstellung biobasierter Polymere werden am Fraunhofer IGB innerhalb verschiedener Innovationsfelder an allen drei Standorten des Fraunhofer IGB bearbeitet. 

Die am Institut entwickelten Prozesse können am Fraunhofer CBP in den Pilotmaßstab skaliert werden.

Das könnte Sie auch interessieren: