Description: Das Projekt "FH-Kooperativ 2-2020: Funktionalisierung und Anwendung von hydrothermal karbonisiertem Lignin als Verstärkerfüllstoff in Kautschuk (FAnLiVe)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Aachen, Institut für Angewandte Polymerchemie durchgeführt. In vielen Gummiprodukten werden verstärkende Füllstoffe zugesetzt, um die Widerstandsfähigkeit des Gummis zu erhöhen. Entscheidend ist eine gute Anbindung der Füllstoffe an den Kautschuk. Je nach Anwendung werden entweder spezielle Industrieruße auf Ölbasis oder Silica auf Sandbasis eingesetzt, pro Jahr mehrere Megatonnen (Marktvolumen ~20 Mrd. $). Ruße weisen eine gute Anbindung auf, da sie wie der Kautschuk aus Kohlenstoff bestehen. Die kautschukabweisende Oberfläche des Silicas muss durch Haftvermittler funktionalisiert werden, bietet dafür aber chemisch reaktive Gruppen an. Derzeit wird intensiv nach alternativen verstärkenden Füllstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe gesucht. Ein äußerst vielversprechender Ansatz sind braunkohleähnliche Partikel, die durch den Prozess der hydrothermalen Karbonisierung (HTC) entstehen. Dabei wird der sonst Jahrmillionen dauernde Inkohlungsprozess von Biomasse in Reaktoren durch Einwirkung von Druck und Temperatur auf einige Stunden beschleunigt. Dies geschieht durch die exotherme Reaktion der HTC sehr Energieeffizient. HTC-Kohlen auf Ligninbasis werden zurzeit in erste Gummiprodukte eingeführt, weisen aber bisher nur eine schwache Verstärkung auf, was den Anwendungsbereich limitiert. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Oberfläche der HTC-Kohlen derart zu modifizieren, dass sie eine verbesserte Anbindung zeigen. Obwohl sie wie der Ruß vorwiegend aus Kohlenstoff bestehen, bieten sie wie Silica reaktive Gruppen an der Oberfläche und damit die Möglichkeit der Funktionalisierung. Bisher ist unklar welche reaktiven Gruppen in welchem Verhältnis vorhanden sind und wie sich diese durch den Herstellungsprozess gezielt einstellen lassen und durch die richtigen Haftvermittler anbinden lassen. Diesen Fragestellungen wird in dem anwendungsorientierten Forschungsprojekt mit den Methoden der Oberflächenchemie und Kautschuktechnologie nachgegangen, um in Zusammenarbeit mit dem Industriepartner das Anwendungsspektrum zu erweitern.
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Gummi ? Aachen ? Lignin ? Kautschuk ? Siliziumdioxid ? Kohlenstoff ? Polymerchemie ? HTC-Biokohle ? Industrieruß ? Nachwachsender Rohstoff ? Ruß ? Gelöster organischer Kohlenstoff ? Hydrothermale Karbonisierung ? Produktionstechnik ? Reaktor ? Forschungsprojekt ? Biomasse ? Partikel ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2022-08-01 - 2026-04-30
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