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Bio-basierte Copolyester mit besserer Degradierbarkeit und Zähigkeit
Ein chinesisches Forschungsteam hat neuartige biobasierte Copolyester auf Basis von Furandicarbonsäure entwickelt. Diese zeigen nicht nur eine verbesserte Zähigkeit, sondern auch eine beschleunigte hydrolytische Abbaubarkeit – ein entscheidender Fortschritt für nachhaltige Materialanwendungen.
Poly(hexamethylene 2,5-furandicarboxylate) (PHF) gilt als biobasierter Polyester mit vielversprechenden Eigenschaften – von guten Barrierewerten bis hin zu hoher thermischer und mechanischer Stabilität. Die Forschergruppe um Shiwei Feng und Zhaobin Qiu hat nun eine Reihe neuartiger Copolyester auf Basis von PHF synthetisiert, bei denen Teile des hexamethylenbasierten Rückgrats durch Diethylenglykol-Furandicarboxylate (DEGF) ersetzt wurden.
Die als PHDEGF bezeichneten Copolymere wurden mittels zweistufiger Schmelzpolykondensation hergestellt und zeigten deutlich veränderte thermische Eigenschaften. Mit steigendem DEGF-Anteil erhöhte sich die Glasübergangstemperatur, während der Schmelzpunkt sank oder bei hohen Anteilen ganz verschwand. Mechanisch fiel vor allem die deutlich höhere Dehnbarkeit der Proben mit 20 bis 65 mol % DEGF auf.
Lesetipp: Polyester und Alkydharze
Polyester und Alkydharze gehören zu den vielfältigsten und wichtigsten Stoffklassen der Lackchemie, ihr Einsatz als Bindemittel ist längst etabliert. In der neuen, überarbeiteten Auflage „Polyester und Alkydharze“ geht Ulrich Poth detailliert auf Aufbau, Struktur und Eigenschaften dieser bedeutenden Bindemittelgruppen ein und unterzieht bisherige Erkenntnisse auf dem Gebiet einer kritischen Betrachtung. Den modernen Lackentwickler:innen zeigt er Rechenansätze und Wege auf, Polyester und Alkydharze in Versuchsplänen zu formulieren und systematisch zu variieren.
Verbesserte Abbaubarkeit in alkalischen Medien
Die Ergebnisse zur hydrolytischen Abbaubarkeit sind besonders interessant im Kontext umweltfreundlicher Polymerformulierungen: In einer stark alkalischen Umgebung (pH 14, 37 °C) zeigten die PHDEGF-Proben eine deutlich schnellere Zersetzung als das Referenzmaterial PHF. Vor allem bei PHDEGF30 – mit etwa 20 mol % DEGF – konnten mechanische Eigenschaften erzielt werden, die denen kommerzieller bioabbaubarer Polyester wie Poly(butylene adipate-co-terephthalate) oder Poly(butylene succinate) mindestens ebenbürtig sind.
Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial furandicarbonsäurebasierter Copolyester als nachhaltige Alternative zu konventionellen Werkstoffen. Die gezielte Molekülmodifikation eröffnet neue Wege zur Kombination von Leistung und Umweltverträglichkeit in polymerbasierten Anwendungen.
Quelle: Feng, S., Yang, H., Qiu, Z.: Novel biobased poly(hexamethylene-co-diethylene glycol furandicarboxylate) copolyesters with improved mechanical properties and hydrolytic degradation rates, in: Polymer Chemistry, Issue 18, 2025. DOI: 10.1039/D4PY00000J
