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Biobasierte Polyester aus Furan-Cyclobutandicarbonsäure synthetisiert
Forschende haben ein neues biobasiertes Monomer aus Furfural entwickelt, das als Plattform für die Herstellung halbstarrer Polyester dient. Die Materialien zeichnen sich durch gute thermische Stabilität und anpassbare Glasübergangstemperaturen aus.
Die Suche nach nachhaltigen Rohstoffen für die Polymerchemie rückt zunehmend Furfural- und Hydroxymethylfurfural-Derivate in den Fokus. Ein internationales Forschungsteam berichtet nun über die erfolgreiche Synthese von 3,4-Di(furan-2-yl)cyclobutan-1,2-dicarbonsäure (CBDA), einem biobasierten Monomer mit rigider Struktur. CBDA wird in einem umweltfreundlichen UV-gestützten Festkörper-Dimerisierungsprozess aus furfuralbasierten Vorstufen hergestellt.
Die anschließende Polymerisation mit aliphatischen Diolen unterschiedlicher Kettenlänge erfolgte in einem zweistufigen Verfahren im Schmelzprozess. Analysen mittels ATR-FTIR, ¹H-NMR und ¹³C-CP/MAS-NMR bestätigten die erfolgreiche Umsetzung. Die erhaltenen Polyester erreichten Molekulargewichte von bis zu 11.200 g mol⁻¹.
Veranstaltungstipp: Biobasierte Beschichtungen
Das Webinar „Biobasierte Beschichtungen“ am 07.10.2025 zeigt Ihnen, wie nachhaltige Beschichtungslösungen Umweltfreundlichkeit und Qualität vereinen können. Lernen Sie, welche bio-basierten Rohstoffe zur Verfügung stehen, welche Eigenschaften Sie haben und welche Herausforderungen ihre Integration in Lacksysteme mit sich bringt. Die Anforderungen erfüllen, die der EU Green Deal an die Lackindustrie stellt, und zugleich neue Standards in der Performance von Beschichtungen setzen: dies ist möglich mit bio-basierten Materialien.
Thermische Stabilität und einstellbare Eigenschaften
Thermogravimetrische Analysen zeigten eine gute Hitzebeständigkeit mit einem Zersetzungsbeginn (Td10 %) zwischen 263 und 284 °C sowie 50 % Gewichtsretention bis 388 °C. Darüber hinaus konnten die Glasübergangstemperaturen gezielt eingestellt werden – je nach eingesetztem Diol zwischen 6 und 52 °C.
Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von CBDA als vielseitigen Baustein für die Entwicklung nachhaltiger, biobasierter Polyester mit maßgeschneiderten Eigenschaften. Damit liefert die Arbeit neue Impulse für die Nutzung nachwachsender Rohstoffe in der Polymer- und Beschichtungsindustrie.
Quelle: Grilo, L. M. et al., Synthesis of semi-rigid-biobased polyesters from renewable furanic cyclobutane diacid. Polymer Chemistry, Issue 34 (2025).
