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Lösemittelfreie Bio-PSAs aus Leinöl: Leistungsstark, biokompatibel und vielseitig einsetzbar
Forschende entwickeln druckempfindliche Klebstoffe (PSAs) aus acrylisiertem epoxidiertem Leinöl – vollständig lösemittelfrei hergestellt, mit hoher Erneuerbarkeit, guter Haftleistung und Biokompatibilität. Die Materialien eignen sich für medizinische Anwendungen, Lebensmittelverpackungen und weitere sensible Bereiche.
Die Studie beschreibt einen vollständig lösemittelfreien Herstellungsprozess für biobasierte, druckempfindliche Klebstoffe (PSAs). Ausgangspunkt ist epoxidiertes Leinöl, das durch Ringöffnung mit Acrylsäure zu acrylisiertem epoxidiertem Leinöl (AELO) umgesetzt wird. Das Material weist einen Biomasseanteil von rund 62,3 % und einen erneuerbaren Anteil von 84 % auf. Anschließend wird AELO mit Methylmethacrylat (MMA) in unterschiedlichen molaren Verhältnissen copolymerisiert.
Die chemische Analyse bestätigt eine erfolgreiche Polymerisation. Die resultierenden PSAs zeigen Glasübergangstemperaturen zwischen – 44 und – 23 °C, was für druckempfindliche Klebstoffe im kommerziellen Einsatz erforderlich ist. Die Speicherelastizität erfüllt das Dahlquist-Kriterium; die viskoelastischen Profile ordnen die Materialien in den Bereich der „removable PSAs“ ein.
Lesetipp: Klebstoffe und Dichtstoffe
Aus der „Sicht des Chemikers“ geschrieben, vermittelt „Formulierung von Kleb- und Dichtstoffen“ anhand von Grundlagen, Formulierungshinweise sowie Analysen bestehender Rezepte. Im Mittelpunkt stehen hierbei die Zusammensetzung und Bestandteile der verschiedenen Klebstoffarten, deren chemische Strukturen und funktionellen Gruppen. Die daraus resultierenden Eigenschaften werden sowohl für die Endanwendung als auch für die Applikation der Systeme abgeleitet.
Hohe Klebkraft, Biokompatibilität und Abbaubarkeit
Die besten Adhäsionsergebnisse erreichte das System im Verhältnis AELO:MMA = 1:1 mit einer Peelkraft von 3,58 N/in. und einer Tack-Wirkung von 5,05 N. Die maximale statische Scherfestigkeit von 711 min wurde beim Verhältnis 1:3 erreicht – beide Werte übertreffen konventionelle medizinische Klebebänder und Etikettenklebstoffe.
Auch hinsichtlich Nachhaltigkeit und biologischer Sicherheit überzeugen die Formulierungen: Das PSA 1/1 enthält 58,1 % Biomasseanteil, weist über 90 % HaCaT-Zellviabilität bei 100 mg/ml auf und zeigte eine deutliche antimikrobielle Aktivität mit einem 7 mm Hemmhof gegen E. coli. Zudem wurden 41 % Massenverlust binnen 15 Tagen beobachtet, was auf eine gute biologische Abbaubarkeit hinweist.
Die Arbeit unterstreicht, dass AELO-basierte PSAs eine nachhaltige Alternative zu petrochemischen druckempfindlichen Klebstoffen darstellen und neue Einsatzfelder in Lebensmittelverpackungen, der Pharmaindustrie und der Medizintechnik eröffnen.
Quelle: Singh, M. et al., High performing biocompatible solvent-free pressure-sensitive adhesives derived from acrylated epoxidized linseed oil. Progress in Organic Coatings 207, 109383 (2025).
