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Levoglucosenon: ein vielversprechender erneuerbarer Baustein für funktionelle Acrylpolymere
Forschende zeigen das Potenzial von Levoglucosenon (LGO) als erneuerbare Rohstoffquelle für bio-basierte Acrylpolymere. Mit hoher thermischer Stabilität und vielseitiger Funktionalisierung bieten LGO-basierte Polymere nachhaltige Alternativen zu petrochemisch gewonnenen Materialien.
Der Übergang zu erneuerbaren Materialien in der Polymerwissenschaft gewinnt zunehmend an Bedeutung, da Branchen ihre Abhängigkeit von petrochemischen Rohstoffen reduzieren möchten. Eine neue Studie untersucht die Verwendung von Levoglucosenon (LGO), einem leicht zugänglichen bio-basierten Plattformmolekül, als nachhaltige Rohstoffquelle für die Synthese funktioneller Acrylpolymere.
Im Fokus der Studie steht die Entwicklung von LGO-Acrylat (LGOA), einem bio-basierten Monomer mit einer internen ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung innerhalb seines bicyclischen Ringsystems. Mithilfe der PET-RAFT-Polymerisation erreichten die Forschenden eine 95 %ige Umwandlung der Acrylatgruppe innerhalb von sechs Stunden, wobei die interne ungesättigte Bindung der LGO-Pendantgruppe weitgehend erhalten blieb. Das resultierende Homopolymer wies eine hohe Glasübergangstemperatur von bis zu 118 °C sowie eine ausgezeichnete thermische Stabilität auf.
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Vielseitige Copolymerisation und Funktionalisierung
LGOA wurde erfolgreich mit n-Butylacrylat (BA) unter Bulk- und Emulsionsbedingungen copolymerisiert, wodurch Polymere mit Glasübergangstemperaturen unterhalb der Raumtemperatur entstanden. Darüber hinaus nutzten die Forschenden die Thiol-En-„Click“-Chemie für nachträgliche Polymermodifikationen, wobei die Doppelbindungen der LGO-Pendantgruppen verwendet wurden, um funktionalisierte und vernetzte Polymernetzwerke zu erzeugen.
Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von LGO als erneuerbares Gerüst für die Herstellung bio-basierter Polymersysteme mit anpassbaren Eigenschaften. Die Studie zeigt die Vielseitigkeit und Nachhaltigkeit von LGO auf und macht es zu einem attraktiven Kandidaten für die Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen in der Polymersynthese.
Quelle: Sheers, H. C., Stanfield, M. K., Smith, J. A. & Thickett, S. C., The renewable feedstock levoglucosenone as a building block for the development of bio-derived, functional acrylic polymers. Polymer Chemistry, Ausgabe 2025.
