Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGBLactame aus Abfällen der Papierherstellung
Eine konkrete Lösung auf dem Weg zu einer biobasierten Wirtschaft aufzuzeigen, wie sie im Rahmen der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie oder der Nationalen Forschungsstrategie Bioökonomie 2030 gefordert werden, ist das Ziel des Projekts.
Thematisch fokussiert sich das Projekt auf ein in großen Mengen anfallendes Nebenprodukt der Holzverwertung bzw. Papierherstellung, das Terpen 3-Caren. Für die Umsetzung von 3-Caren zu einem bicyclischen Lactam, einem Monomer für Polyamide soll ein technisch gangbares Verfahren ausarbeitet werden. Ein erster Schritt ist die Optimierung der in Vorarbeiten entwickelten Synthese des Lactams auf Basis von 3-Caren im Hinblick auf Skalierbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Dazu gehört auch die Entwicklung einer Reinigungsmethode, die es erlaubt, das Zielprodukt in einer für die nachfolgende Polymerisation ausreichenden Reinheit herzustellen. Die optimierte Synthese soll dann in einen größeren Laborreaktor übertragen werden, um Daten für das weitere Scale-up in die Pilotproduktion beim Projektpartner Fraunhofer UMSICHT zu liefern.
Hier werden ausreichende Mengen des auf 3-Caren basierenden Lactams hergestellt, um die assoziierten Industriepartner mit Mustermengen zu beliefern. Das neue Monomer soll anschließend zu Homo- und Copolyamiden polymerisiert und die Eigenschaften der neuen Polymere untersucht werden. Diese Charakterisierung soll erste Eigenschaften der neuen Werkstoffklasse und damit Hinweise zu technologischen Anwendungsfeldern liefern. Die Machbarkeit, das erhaltene Lactam anionisch zu polymerisieren, wurde bereits in Vorarbeiten gezeigt.
Die anionische Polymerisation soll im Rahmen des Projekts optimiert werden. Schließlich soll untersucht werden, wie die Ergebnisse auf die kommerziell wichtigere hydrolytische Polymerisation übertragen werden können.
