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Duroplaste auf Basis von Sonnenblumenöl: Nachhaltige Polymere durch Passerini-Reaktion
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Michael A. R. Meier vom Karlsruher Institut für Technologie hat neue Wege zur Effizienzsteigerung von Beschichtungen für die Autoindustrie erforscht. Die Ergebnisse könnten die Entwicklung nachhaltigerer und langlebigerer Fahrzeugbeschichtungen revolutionieren.
Eine kürzlich veröffentlichte Studie des Karlsruher Instituts für Technologie untersucht die Verwendung von Tricarbonsäuren auf Sonnenblumenölbasis zur Synthese erneuerbarer Duroplaste. Die Autoren nutzten einen neu entwickelten Weg, um diese Säuren aus Sonnenblumenöl mit hohem Ölsäuregehalt zu synthetisieren, gefolgt von einer Vernetzung über die Passerini-Dreikomponentenreaktion. Die Forscher synthetisierten erfolgreich zehn verschiedene Polymere, indem sie die Diisocyanid- und Monoaldehydkomponenten variierten. Diese Polymere wurden mit verschiedenen analytischen Techniken charakterisiert, darunter Infrarotspektroskopie, Quellversuche, thermogravimetrische Analyse und dynamische Differenzkalorimetrie.
Die Studie ergab, dass alle Polymere bei Raumtemperatur schnell aushärteten, wodurch sie sich für Klebstoffanwendungen eignen. Darüber hinaus wurde ein Polymer durch Umesterung mit Methanol chemisch wiederverwendet, was sein Potenzial für die Kreislaufwirtschaft unter Beweis stellt. Bei dem Wiederverwendungsverfahren wurde Azelainsäuredimethylester, eine Schlüsselverbindung in der Polyamidsynthese, mit einer Ausbeute von 75 % zurückgewonnen. Die Forscher repolymerisierten auch eine zurückgewonnene Verbindung zu einem Polyurethan, was die Möglichkeit eines zweiten Lebenszyklus für diese biobasierten Materialien aufzeigt.
Veranstaltungstipp: Biobasierte Beschichtungen
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Anwendungspotenzial und Nachhaltigkeitsvorteile
Die Forschungsarbeit beleuchtet auch die praktischen Auswirkungen dieser erneuerbaren Polymere im Kontext der nachhaltigen Materialentwicklung. Die Fähigkeit, Komponenten innerhalb der Polymere zu recyceln und wiederzuverwenden, zeigt das Potenzial für biobasierte Duroplaste in einer Kreislaufwirtschaft auf. Aufgrund ihrer schnellen Aushärtungszeiten und Klebeeigenschaften könnten diese Materialien in verschiedenen Branchen, einschließlich Beschichtungen und Klebstoffen, Anwendung finden.
Die Entwicklung nachhaltiger Duroplaste aus Sonnenblumenöl ist ein vielversprechender Schritt, um die Abhängigkeit von petrochemischen Ressourcen zu verringern und umweltfreundliche Alternativen in der Beschichtungs- und Polymerindustrie anzubieten.
Quelle: Polymer Chemistry 2025, Band 7
