Das Projekt "Machbarkeitsstudie zur Derivatisierung von Sacchariden aus nachwachsenden Rohstoffen zur Anwendung als lichthärtende Bindemittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berner Fachhochschule Architektur, Holz und Bau durchgeführt. Es werden diverse Monosaccharide derivatisiert und mittels Licht polymerisiert. Von jeder Derivatisation wird eine umfängliche Charakterisierung durchgeführt sowie die Lichtinduzierte Aushärtung analysiert. Projektziel: Ziel der Machbarkeitsstudie ist ein im Labormassstab getestetes System. Damit sollen weitere Projekte mit interessierten Industriepartnern aus den Bereichen Bindemittel und Medizinaltechnik ausgelöst werden. Kernkompetenzen: Neue Kernkompetenzen in Derivatisierung von nachwachsenden Rohstoffen.
Das Projekt "Entwicklung einer nasschemischen Methode zum selektiven Nachweis von Formaldehyd in menschlichem Urin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Formaldehyd (HCHO) ist eine Substanz, die in vielfältiger Weise im menschlichen Metabolismus produziert wird. In der Literatur finden sich vermehrt Hinweise die darauf hindeuten, dass HCHO als Biomarker für Krebserkrankungen verschiedener Art herangezogen werden kann. So wird spekuliert, dass erhöhte HCHO Konzentrationen im Atem auf Erkrankungen der Lunge hinweisen, während erhöhte HCHO Urinbelastungen auf Krebserkrankungen der Harnblase hindeuten können. In diesem Vorhaben soll eine Methode zum Nachweis von HCHO in der flüssigen Phase entwickelt werden. Im Vorfeld dieses Vorhabens konnte gezeigt werden, dass head-space Beprobung von Urin keine vernünftige Aussage über die tatsächliche HCHO Konzentration liefern konnte. Ebenso sind die Literaturwerte für gesunde Probanden über Größenordnungen gestreut. Ziel der Arbeiten ist es, eine möglichst kostengünstige, hochmobile und selektive Methode zur Messung von HCHO in der flüssigen Urinmatrix mit minimaler Probenvorbereitung zu entwickeln. Weiterhin sollen Proben aus einem möglichst breiten Probandenkreis analysiert werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Derivatisierung der Stärke von 0,3 bis 2,5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Innerhalb des Verbundes sollen im Teilvorhaben des IAP der FhG technologische und verfahrenstechnische Grundlagen der rationellen Herstellung hydrophober Stärkederivate und ihrer Applikation als Hydrophobierungsmittel, Beschichtungsmaterialien oder Kompatibilisatoren in stärkebasierenden Werkstoffen erarbeitet werden. Für applikationsrelevant aussichtsreiche, hochsubstituierte Stärkederivate (Fettsäureester, Fettalkoholether, alpha-Hydroxyether, Carbonate) sind dabei technisch durchführbare Syntheseprinzipien zu entwickeln, die durch den Einsatz aktiver Reaktanten und/oder Aktivierung der Stärken die relativ geringe Reaktivität und Accessibilität der Hydroxylgruppen der Stärke überwinden und die reproduzierbare Herstellung hydrophober Stärkeprodukte mit einstellbaren Produktparametern ermöglichen. Zur Ermittlung von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen sind die Stärkeprodukte umfassend molekular zu charakterisieren.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Derivatisierung der Stärke von 0,1 bis 0,3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Getreide- und Kartoffelverarbeitung, Institut für Stärke- und Kartoffeltechnologie durchgeführt. Untersucht werden sollen verschiedene Moeglichkeiten der Hydrophobisierung handelsueblicher Staerken durch reaktive Extrusion unter Einsatz geeigneter Reagenzien auf der Basis rein pflanzlicher Ausgangsmaterialien.
Das Projekt "Teilprojekt A: Synthese neuer Zuckerester und chemische Analytik der gewonnenen Gemische Kurzform: Rübenzucker als Hydauliköllieferant (RÜBEZAHL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Südzucker AG durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und praktische Erprobung von Hydraulikflüssigkeiten auf Basis von Zuckerderivaten und Pflanzenölkomponenten. Im Labormaßstab sollen für die Herstellung von Zuckerestern geeignete Kohlenhydratkomponenten ausgewählt bzw. durch zyklisierende Kondensationsreaktionen in ihren Eigenschaften optimiert werden. Für die vollständige Veresterung der zyklischen Verbindungen zu Hydraulikflüssigkeiten mit Alkylsäurederivaten, insbesondere auf pflanzlicher Basis, sind zunächst Modelluntersuchungen an einfachen Systemen notwendig, um geeignete Reaktionsbedingungen, inkl. Katalysatorauswahl, zu erarbeiten. Die Übertragung der Reaktionen in den Technikummaßstab (kg-Mengen) erfolgt dann mit optimierten Rezepturen. Zu einer zweifelsfreien Charakterisierung der Produkte im Hinblick auf die technische Anwendung gehören Struktur- sowie besonders Reinheitsuntersuchungen mittels GC und GC/MS auf qualitativer und quantitativer Basis. Die erzielten Resultate sollen zur Herstellung von 100 kg-Mustermengen im Technikum dienen, so dass Feldversuche und Untersuchungen für den technischen Einsatz möglich werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Derivatisierung der Fette" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Getreide-, Kartoffel- und Fettforschung, Institut für Biochemie und Technologie der Fette durchgeführt. Mangelnde Feuchtigkeitsresistenz ist ein grundsätzlicher Nachteil von Polymeren aus unmodifizierten Stärken. Durch Hydrophobierung der Stärke mit langkettigen Kohlenwasserstoffresten (ausschließlich Produkte auf der Basis einheimischer nachwachsender Rohstoffe, vor allem auf Rapsölbasis) soll die Feuchtigkeitsresistenz erhöht werden. Im Forschungsvorhaben soll als Alternative zur bekannten Stärkeacylierung mit Fettsäuren und ihren Derivaten die Stärkeveretherung mit fettchemischen Epoxiden untersucht werden. Laborversuche sollen in einem speziellen Rührautoklaven unter Extruder-ähnlichen Bedingungen durchgeführt werden. Auch hinsichtlich Temperatur, Wassergehalt und Verweilzeit sollen sich bereits die Laborversuche am späteren Plastifizierungsprozeß orientieren, um die Anwendbarkeit der Hydrophobierungsmethoden in der Praxis zu gewährleisten. Zudem soll die Beschleunigung der Hydrophobierung durch saure Katalysatoren untersucht werden. Im Rahmen des Verbundes ist die Herstellung geeigneter Hydrophobierungsagenzien im Technikum für den Einsatz bei den Projektpartnern geplant.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Derivatisierung von Hemicellulosen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung durchgeführt. Im Rahmen dieses Verbundvorhabens sollen die Grundlagen und Technologien zur Verwendung von Hemicellulosen (Xylane) als hochwertige polymere Additive aus gering lignifizierten Resten von Einjahrespflanzen wie Haferspelzen, Stroh und Maisspindeln erarbeitet werden. Ziel ist dabei der weitgehende Erhalt des nativen Polymerisationsgrades des Xylans, so daß die Synthesevorleistung der Natur in vollem Umfang genutzt wird. Auf eine Delignifizierung der landwirtschaftlichen Rohstoffe kann bei Einjahrespflanzen verzichtet werden. Das Gesamtprojekt umfaßt den kompletten Aufbau einer Produktlinie von der Bereitstellung der Ausgangsmaterialien über die Isolierung und Derivatisierung der Wertstoffkomponenten, der Applikationsprüfung bis hin zur verfahrenstechnischen Entwicklung für eine spätere industrielle Verwendung in den Bereichen Baustoffe, Papier und Pharma. Im Rahmen des Teilvorhabens 2 sollen die bereitgestellten Xylane derivatisiert werden, wobei vor allem Carboxymethylierungen, Alkylierungen, Hydroxyalkylierungen und Veresterungen untersucht werden. Die Methodenentwicklung im Labormaßstab sowie die Charakterisierung der unterschiedlichen Reaktionsprodukte sind die Schwerpunkte des Teilvorhabens. Das Verbundvorhaben wird in Zusammenarbeit mit der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft, der Fa. Peter Kölln und der Fa. Wolff Walsrode AG durchgeführt werden.
Das Projekt "Einsatz von Getreide und Getreideprodukten zur Derivatisierung von Polyurethan (PUR)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF Schwarzheide GmbH durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, unter Einsatz verschiedener Getreideprodukte, wie Vollkornschrot, verschiedene Mehlsorten und -fraktionen, verschiedene Grieß- und Schalenfraktionen, Polyole für die Verwendung in Polyurethanhartschäumen bzw. -weichschäumen herzustelllen und zu modifizieren. Darüberhinaus soll auch der direkte Einsatz der Getreideprodukte in PUR-Schäumen untersucht werden. Der Einsatz von Getreide und Getreidemahlprodukten zur Herstellung und Derivatisierung von Polyurethanschäumen kann somit zur wertsteigernden Nutzung von Getreide im chemisch-technischen Bereich beitragen. Das Gesamtziel des Vorhabens besteht darin, den konventionellen Produktweg Getreide -- Stärke -- Stärkederivat -- Polyol -- Polyurethan durch die Produktwege Getreide -- Polyol -- Polyurethan bzw. Getreide -- Polyurethan zu ersetzen. Das Vorhaben umfaßt einerseits die Bearbeitung der generellen Einsetzbarkeit von Getreideprodukten in Polyurethanen, die Auswahl und Optimierung der Mahlverfahren, der Siebverfahren und der Vorbehandlungen der Ausgangsgetreidesorten und andererseits physikalische und chemische Modifizierungen und Optimierungen der aus den Getreideprodukten hergestellten Polyole und Polyurethanschäume. Dies beinhaltet u.a. die Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften und der physikomechanischen Eigenschaften der auf Getreidebasis entwickelten Polyurethanschäume und hierbei insbesondere die Verbesserung des Flammschutzes bei PUR-Weichschäumen und die Optimierung der Vernetzung und der Druckfestigkeit bei weiterhin gutem Fließ- und Steigverhalten von PUR-Hartschäumen.Im Rahmen der durchgeführten Forschungen wurden Lösungen für den Einsatz von Getreidemehl und Stärke aus Getreide in PUR-Schäumen gefunden. Zu Beginn der Arbeiten wurde das Getreidemehl zur Herstellung flüssiger Produkte direkt alkoxiliert. Diese Versuche waren nicht zufriedenstellend, da die Alkoxilierungsprodukte zum größten Teil hochviskos waren und gummiartige Eigenschaften aufwiesen und damit keine bzw. nur ungenügende Verschäumungen möglich waren. Eine Lösung dieses Problems wurde durch die Erarbeitung einer Technologie zur Hydrolyse von Getreidemehl mit Milchsäure und einer sich anschließenden Alkoxilierung gefunden. Bevorzugte Temperaturen lagen zwischen 134 und 150 C. Es konnte ein Trockenmasseanteil von bis zu 40Prozent Getreidemehl realisiert werden. Diese Hydrolysat-Polyole zeigten ein verbessertes Verhalten bezüglich Fließeigenschaften und Aushärtung der PUR-Schäume. Anfängliche Probleme mit Feststoffteilchen in den Polyolen, die zu Schwierigkeiten bei der Filtration führten, konnten behoben werden. In Prinzipversuchen wurde gezeigt, dass die Anwesenheit von Glycerin während der Hydrolyse den Partikelanteil (vermutlich aus Schalenteilen bzw. unvollständigem Umsatz und ungenügendem Rühren) im fertigen Hydrolysat stark reduziert. Ebenso partikelfrei waren Produkte aus dem Roggenstärkeabbau und proteinarmes Spezialmehl.
Das Projekt "Teilvorhaben 7: 3.1.1. Hydrotreating (HT) von Rapsoel; Teilvorhaben 10: 3.1.4 Derivatisierung von Glycerin zu Kraftstoffkomponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Veba Öl AG durchgeführt. Der Einsatz von Rapsoel in einer Mineraloelraffinerie wurde in Vorprojekten, die mit Unterstuetzung des Landwirtschaftsministeriums von Niedersachsen durchgefuehrt wurden, untersucht. Dabei wurde die technische Machbarkeit einer Gemischfahrweise mit Mineraloelkomponenten in konventionellen Hydrotreatinganlagen nachgewiesen. Erste wirtschaftliche Berechnungen zeigen, dass die Verarbeitungskosten in der gleichen Groessenordnung wie bei der RME-Route liegen. Die bei der Hydrierung erhaltenen Produkte entsprechen aber den DIN-DK-Spezifikationen und fuegen sich daher problemlos in die entsprechenden Distributionsstrukturen ein.
Das Projekt "Monitoring des prioritaeren Altstoffs Trichloressigsaeure (TCA) und anderer Halogenessigsaeuren in Nadelproben aus dem Standortfichtenmessnetz des LfU" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Landesamt für Umweltschutz durchgeführt. Monitoring phytotoxischer Metaboliten vielverwendeter C2CKW und -F(C)KW, darunter Trichloressigsaeure als prioritaerer 'Altstoff', in 114 Nadelproben aus den Jahren 1992-1996 aus dem bayer. Standortfichtenmessnetz. Analyse der Proben mittels Derivatisierung und HRGC/MS-Analyse von 9 Halogenessigsaeuren. Ziel ist die Ermittlung der Belastung der Biosphaere durch phytotoxische Abbauprodukte von Industriechemikalien (CKW, F(C)KW) und die Erhebung von Expositionsdaten zur Bewertung der Umweltrelevanz des Altstoffs Trichloressigsaeure.
