Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Im Rahmen des beantragten Acet-LC Projektes sollen neuartige bio-basierte Kunststoffe auf der Basis lignocellulosischer (LC-)Biomasse entwickelt werden. Die Projektpartner bringen langjährige Erfahrungen der Holzchemie (Universidad de Concepción, UdeC), der Entwicklung (Fraunhofer UMSICHT) und der erfolgreichen Vermarktung biobasierter Kunststoffe (FKuR Kunststoff GmbH) ein. Die Verwendung lignocellulosehaltiger Nebenprodukte als Rohstoffe vermeidet Konkurrenzen mit der Nahrungserzeugung. Der Prozess lässt durch seine kurze Projektkette hohe Ausbeuten und geringe Kosten erwarten. Kern der Prozessentwicklung ist die Acetylierung der LC-Rohmaterialien gefolgt von einer Extraktion niedermolekularer Hemicellulosebruchstücke (AP 1), was an der UdeC untersucht wird. Ausgangsmaterial, Acetylierungsbedingungen und Extraktionsgrad beeinflussen die Eigenschaften des Kunststoffrohmaterials. Die Entwicklung eines marktfähigen Werkstoffs durch Compoundieren mit hocheffizienten, aber umweltschonenden Additiven erfolgt durch Fraunhofer UMSICHT, Abteilung Biobasierte Kunststoffe (AP 2). Die Bewertung aus industrieller Sicht und das Scale-Up der Compoundierung in den industriellen Maßstab übernimmt der Industriepartner FKuR Kunststoff GmbH (AP 3). Die Nachhaltigkeit der zu entwickelnden Technologie wird im Rahmen des Projekts durch eine Ökoeffizienzanalyse, Fraunhofer UMSICHT, Abteilung Ressourcen- und Innovationsmanagement, geprüft (AP 4).
Das Projekt "Erprobung eines Acetylierungsverfahrens fuer deutsche Holzarten und Holzprodukte - Foerderschwerpunkt: Holz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Merk-Holzbau durchgeführt.
Das Projekt "ONFT: Optimierung naturfaserverstaerkter Thermoplaste" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Werkstofftechnik, Kunststoff- und Recyclingtechnik durchgeführt. Seit etwa 5 - 10 Jahren verzeichnen Naturfasern als Verstaerkungsfasern und Substitut fuer Glasfasern in Kunststoffen fuer technische Anwendungen, vor allem in der Automobilbranche, ihre Renaissance. Die Gruende hierfuer liegen ua in der CO-Neutralitaet der Werkstoffe, deren Kompostierbarkeit (bei einer geeigneten Matrix) sowie in der Suche neuer Verwendungsmoeglichkeiten von in der Landwirtschaft erzeugten Ueberschuessen. Durch das hohe spezifische Eigenschaftsprofil (die Dichte der Naturfasern liegt bei 1,2-1,6 g/cmhoch3 die von Glasfasern bei etwa 2,5 g/cmhoch3) bieten die Naturfasern auch technisch die Voraussetzungen um sich erfolgreich in der Werkstoffgruppe der verstaerkten Kunststoffe behaupten zu koennen. Das hohe Mass an Feuchteabsorption (bis zu 30 Gew-Prozent) der Naturfasern, ihre gegenueber Glasfasern nur geringe Benetzbarkeit durch Kunststoffe sowie die schlechtere Faser-Matrix-Haftung haben ihre technische Anwendung in einem breiten Umfang bisher verhindert. In den publizierten Forschungsergebnissen konnte bisher eine deutliche Verbesserung der Faser-Matrix-Haftung erzielt werden, wie Tabelle 1, Rueckseite anhand von Verbundkennwertsteigerungen infolge der verbesserten Haftung verdeutlicht. Untersuchungen zum Einfluss von Feuchtigkeit auf die Eigenschaften von Cellulose-Kunststoff-Verbunden sind zwar veroeffentlicht, Methoden um diesen Feuchteeinfluss in Verbunden zu minimieren sind jedoch derzeit kaum bekannt. Wissenschaftliche Inhalte der geplanten Arbeit: Das Ziel der geplanten Arbeit liegt in der Entwicklung gegenueber Feuchtigkeit dimensionsstabiler Cellulose-Thermoplast-Verbunde mit ausreichendem mechanischen Eigenschaftsprofil. Hierbei sollen die Cellulosefasern (Jute-, Flachs-, Hanf- und Holzfasern) durch geeignete Modifikation (zB Acetylierung, thermische Behandlung, Oberflaechenbeschichtung) hydrophobiert werden und als Verstaerkungsfasern fuer den Spritzguss (incl einer Mehrfachverarbeitung) sowie fuer Verbunde mit Langfaserverstaerkung (Film-stacking-Verfahren) eingesetzt werden. Der Verarbeitungsprozess ist, neben der geeigneten Ausruestung/Modifizierung der Fasern und der Matrix, fuer diese Verarbeitungsverfahren zu den gewuenschten physikalischen Materialeigenschaften zu optimieren.
Das Projekt "Nutzung von Glycerin in Acetylierungs- bzw. Acetoxylierungsreaktionen unter Verwendung fester acider Katalysatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Katalyse e.V. an der Universität Rostock durchgeführt. Die Verwertung von Glycerin, dem wichtigsten Nebenprodukt der Biodiesel-Industrie, ist in der Synthese nachhaltiger Chemikalien von anhaltendem aktuellem Interesse. Am NCL wurden kürzlich neue mesoporöse, feste Katalysatoren mit Lewis- und/oder Br nsted-Säurezentren unterschiedlicher Säurestärke entwickelt. Diese Katalysatoren haben eine sehr gute katalytische Aktivität für die Acetalisierung und Veresterung von Glycerin gezeigt. Im Hinblick auf diese Eigenschaften scheinen diese Materialien auch für die Acetylierung und Acetoxylierung von Glycerin zur Synthese von Mono-, Di-und Triacetinen, in Flüssig- und Gasphasenreaktionen geeignet. Im Falle der Acetylierung von Glycerin wird Triacetin das Zielprodukt aufgrund seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung sein. Ferner sollen verschiedene In-situ-und Operando-Techniken genutzt werden, um grundlegende Erkenntnisse über die Struktur und Natur der aktiven Zentren sowie der wichtigen Zwischenprodukte zu erhalten. Darüber hinaus ist es Projektziel, Verfahrens- und Reaktionsbedingungen zu optimieren und eine umfassende Charakterisierung von Katalysatoren für ein besseres Verständnis ihrer katalytischen Eigenschaften durchzuführen.