Das Projekt "Einsatz nachwachsender Rohstoffe im Bereich der Kunststoff- und Kautschukadditive" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schill & Seilacher GmbH & Co. durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, hoch erucasäurehaltiges Rapsöl bzw. Crambeöl als Rohstoffe für die Herstellung von Additiven für die Kunststoff- und Kautschukindustrie zu untersuchen. Dabei sollen die Pflanzenöle vollständig stofflich verwertet werden. Nach der Erarbeitung einer entsprechenden Aufarbeitungsmethode, mit der die Erucasäure in einer definierten Qualität gewonnen werden kann, wird der Rückstand charakterisiert und definiert werden, so daß das restliche Öl vollständig als Rohstoff eingesetzt werden kann. Die Erucasäure wird zur Synthese hochwertiger Additive für Anwendungen im Kunststoffbereich (Verarbeitungshilfsmittel) eingesetzt. Der Ölrückstand dient zur Herstellung von Additiven für Anwendungen im Kautschukbereich (Verarbeitungshilfsmittel, Weichmacher). Ziel des Vorhabens ist es, mineralölbasierende Additive durch pflanzenölbasierte zu ersetzen. Neben der Synthese von Additiven, die vergleichbar mit bereits existierenden Produkten sind, sollen auch neue, sog. intelligente Additive, entwickelt werden. Die entwickelten Additive werden in der Anwendungstechnik auf ihrer Wirkungsweise bzw. Effizienz im Vergleich zu handelsüblichen Additiven geprüft. Dieses Vorhaben soll zeigen, daß das aus Crambe und Erucaraps gewonnen Öl stofflich zu 100Prozent verwertbar ist.Das Öl des Erucarapses und das Öl der Krambe wurden auf ihre Eignung als Rohstoffe bei der Synthese von Kunststoff- und Kautschukadditiven untersucht. In Vorversuchen hatte sich gezeigt, dass die roh gepressten Öle als Rohstoff wenig geeignet waren. Aus diesem Grund wurden die Öle raffiniert und alle bei der Raffination anfallenden Fraktionen (Schleimstoffe aus der Entschleimungsstufe, Raffinationsseife aus der Neutralisationsstufe, Waschwasser aus den Waschungen, Bleicherde aus der Bleichstufe und das Öl-Vollraffinat) auf ihre Eignung in der Kunststoffproduktion untersucht. Das reine Vollraffinat ist ein geeignetes Verarbeitungshilfsmittel für die Kunststoffherstellung. Nachteilig wirkt sich der flüssige Zustand aus. Aus diesem Grund wurden Additive durch Zumischen von Kieselsäure hergestellt. Für diese rieselfähigen Pulver (sogen. Dry Liquids) wurden für die beiden Öle die optimalen Zumischungen ermittelt (63 Prozent Vollraffinat Erucarapsöl bzw. Krambeöl und 37 Prozent Kieselsäure). Auch aus den anderen Fraktionen der Raffination wurden Additive hergestellt. In den durchgeführten Versuchen wurden die optimalen Mischungsverhältnisse für Raffinationsseifen durch Zusatz von Kreide (50 Prozent) sowie Bleicherde und Kreide ermittelt. Außerdem wurden Additive aus Öl-Vollraffinaten und zugemischten Amidseifen hergestellt. Kombinationen aus 30 Prozent Öl und 70 Prozent Struktol PD 3116 erwiesen sich als optimal. Sowohl auf Basis des Erucaraps-Vollraffinates als auch auf Basis des Krambe-Vollraffinates wurden Weichmacheröle hergestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung von Verfahren zur Hydrosilylierung, Silanisierung und Vinylierung von Fettsäuren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wacker Chemie AG durchgeführt. Fettsäuren zählen zu den besonders kostengünstigen Chemierohstoffen, die sich aus nach-wachsenden Rohstoffen ableiten. Die weit entwickelte Technologie zur Herstellung von Fettsäuren erlaubt es, diese in für technische Anwendungen wohldefinierter Reinheit bereitzustellen. Zudem ist ein breites Spektrum unterschiedlicher Fettsäuren zugänglich (insbesondere C12 bis C22-Säuren), womit sich mögliche Produkteigenschaften und Verfahrensanpassungen über die gezielte Wahl der Fettsäurekettenlänge einstellen bzw. auswählen lassen. Daher zählen Fettsäuren zu den bedeutendsten und etabliertesten Einsatzgebieten nachwachsender Rohstoffe in der chemischen Industrie. Von besonderem Interesse ist dabei auch die Nutzung von Fettsäuren als Basis für polymere Materialien, da sich damit i.d.R. grossvolumige Einsatzmöglichkeiten eröffnen. Die Einheitlichkeit und Reinheit kommerzieller Fettsäuren stellt eine günstige Voraussetzung für entsprechen-de Monomerbausteine dar. Aus der breiten Palette relevanter Polymerklassen zählen Vinylpolymere zu den bedeutendsten Polymeren. Vinylpolymere umfassen auch die wichtige Gruppe der Polymerisate von Vinylestern. So decken Polyvinylacetat und verwandte Copolymerisate nicht nur breite Anwendungsmöglichkeiten von Kaugummirohstoffen bis hin zu Klebstoffen ab, sondern sind zudem als einzige Klasse von Vinylpolymeren biologisch abbaubar. Der Einsatz von Fettsäure-Vinylestern als Comonomer ist bekannt, wobei dafür insbesondere Vinyllaurat zum Einsatz kommt. Vinyllaurat wird bisher über das industriell etablierte Verfahren der Vinylierung mit Acetylen hergestellt. Dieses Verfahren ist aber limitiert auf leichtflüchtige Carbonsäuren, und damit nicht für höhere Fettsäuren geeignet. Von Interesse ist daher die Untersuchung der Zugänglichkeit von Vinylestern höherer natürlicher Fettsäuren.
Das Projekt "Schaffung erucasäurereicher Formen bei Raps (Brassica napus) für industrielle Anwendungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen durchgeführt. Es besteht die Aufgabe, somatische Hybriden mittels asymmetrischer Protoplastenfusion von ausgewählten Raps- und Krambe-Eltern umfassend zu charakterisieren, um die anschliessende züchterische Bearbeitung wissenschaftlich zu fundieren. Formen mit hohem Erucasäuregehalt (größer 60 Prozent) sollen durch weitere Kreuzungen und Selbstungen genetisch stabilisiert werden. Die technische Zielstellung beinhaltet die gesteigerte Wertschöpfung bei der Produktion des oleochemischen Grundstoffs Erucasäure durch erhöhte Ausbeute sowie durch veränderte chemisch-physikalische Eigenschaften. Charakterisierung der asymmetrischen somatischen Hybriden: Morphologie, Pollenvitalität, Fertilität, Ermittlung des Erucasäure-, Glucosinolat- und Ölgehaltes, cytologische Analyse und in situ- Hybridisierung, Entwicklung von Markern für Erucasäure bei Krambe mittels PCR und AFLP. Erzeugung weitere Hybridpflanzen durch Kombination mit ausgewählten erucasäurereichen Rapslinien. Gewinnung von Erkenntnissen über Interaktionen der Erucasäuregene und über deren Einbau in das Rapsgenom. Diese Erkenntnisse sind bedeutend für zukünftige Vorhaben zur wirtschaftlichen Nutzung der genetischen Vielfalt bei Brassicaceen.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Hydrothermale Spaltung von Fettsäuren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung neuer Synthesemethoden zur Herstellung von olefinischen Spezialchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen (Öle und Fette). In dem Forschungsverbund aus Industriepartnern und akademischen Partnern soll im Gesamtvorhaben eine neue Spaltungsmethode von ungesättigten Fettsäuren und deren Derivaten unter Erhalt der Doppelbindung entwickelt werden, welche mittels neuen katalytischen Verfahren durch Isomerisierung zu bisher nicht zugänglichen, endständigen Alkencarbonsäuren umgesetzt werden. Diese neuen Substanzen werden als Bausteine für die Herstellung von Spezialchemikalien auf der Basis von Silanen, Siloxanen und Vinylestern eingesetzt. 1) Hydrothermale Spaltung von Fettsäuren (Ölsäure und/oder Erucasäure), sowie deren Ester, 2) Entwicklung und Optimierung von Aufarbeitungsverfahren für die erhaltene Spaltprodukte, 3) Verschiebung der Doppelbindungen in omega-Position durch Isomerisierung der durch hydrothermale Spaltung erhaltenen kürzerkettigen ungesättigten Alkencarbonsäuren, sowie der Ölsäure und/oder Erucasäure bzw. deren Ester, 4) Bewertung, Scale-Up der Katalysatorsynthese, sowie Bereitstellung der für die Isomerisierung benötigten Katalysatoren, 5) Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur chemischen Konversion der endständig funktionalisierten Alkencarbonsäuren zu Polysiloxanen, Silanen, sowie Vinylestern. Hierzu sollen die erhaltenen verwertbaren Ergebnisse (z.B. Spezialchemikalien und Katalysatoren) in den Pilotmaßstab überführt und im Hinblick auf eine kommerzielle Anwendung geprüft werden. Eine Verwertung kommerziell relevanter Ergebnisse durch den jeweiligen Industriepartner als Ergänzung bisheriger Geschäftsfelder ist geplant. Resultierende neuartige Spezialchemikalien sowie neue Isomerisierungskatalysatoren runden somit das Produktportfolio der beteiligten Partner ab und stärken das Know-how und die bisherige Geschäftstätigkeit.
Das Projekt "Hochleistungspolyamide aus Pflanzenölen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Organische Chemie durchgeführt. Ziel des Projekts ist es Monomersynthesen ausgehend von Ölsäure, Erucasäure und anderen, auch mehrfach ungesättigten, Fettsäuren zu entwickeln um einen Zugang zu Polyamiden aus heimischen nachwachsenden Rohstoffen aufzuzeigen. Die im Projekt erzielten Daten sollen unter anderem auch das mögliche Substitutionspotential der untersuchten nachwachsenden Polyamide aufzeigen und neue Anwendungsmöglichkeiten von heimischen nachwachsenden Rohstoffen im Nichtnahrungsmittelsektor demonstrieren. Neben klassischen organischen Synthesen sollen in diesem Projekt auch katalytische und nachhaltige Verfahren zur Monomersynthese untersucht und miteinander verglichen werden. Nach erfolgreicher Synthese von Fettsäurederivaten mit terminalen als auch innenständigen -NH2 Gruppen sollen diese zu den entsprechenden Polyamiden umgesetzt werden. Die so erhaltenen Polymere werden vollständig chemisch charakterisiert (NMR, GPC, IR, ...). Nach erfolgreicher Optimierung der Monomer- und Polymersynthese sollen größere Mengen der Polyamide dargestellt werden um deren Anwendungseigenschaften zu charakterisieren. Neben thermischen Daten (Tm, Tg, Stabilität) sollen auch mechanische Eigenschaften (Härte, Elastizität, Bruchzähigkeit, Steifigkeit, ...) untersucht werden um mögliche Einsatzgebiete der erhaltenen Kunststoffe aufzuzeigen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung hoch-erucasäurehaltiger Rapspflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KWS Saat AG Einbeck durchgeführt. In Zusammenarbeit mit universitären Forschungsinstitutionen und Unternehmen der freien Wirtschaft sollen gentechnisch veränderte Rapspflanzen mit mehr als 66 Prozent Erucasäure im Speicheröl in einem Freisetzungsvorhaben geprüft und verbessert werden. Dazu wird ein 'transgener Zuchtgarten' mit Hoch-Erucasäure-Rapslinien angelegt, in dem transgene Linien mit unterschiedlichen Fremdgenen kultiviert werden. Die transgenen Rapspflanzen werden nach den üblichen Arbeitsabläufen in einem Zuchtgarten und dem dazu gehörenden biotechnologischen Labor bonitiert und als Kreuzungseltern eingesetzt. Einflüsse auf die Umweltstabilität der übertragenen Eigenschaften werden durch begleitende Prüfungen untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Katalytische Isomerisierung zur Darstellung endständiger Olefine" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Straubing, Lehrstuhl für Rohstoff- und Energietechnologie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung neuer Synthesemethoden zur Herstellung von olefinischen Spezialchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen (Öle und Fette). In dem Forschungsverbund aus Industriepartnern und akademischen Partnern soll im Gesamtvorhaben eine neue Spaltungsmethoden von ungesättigten Fettsäuren und deren Derivaten unter Erhalt der Doppelbindung entwickelt werden, welche mittels neuen katalytischen Verfahren durch Isomerisierung zu bisher nicht zugänglichen, endständigen Alkencarbonsäuren umgesetzt werden. Diese neuen Substanzen werden als Bausteine für die Herstellung von Spezialchemikalien auf der Basis von Silanen, Siloxanen und Vinylestern eingesetzt. Arbeitsplanung:1) Hydrothermale Spaltung von Fettsäuren (Ölsäure und/oder Erucasäure), sowie deren Ester2) Entwicklung und Optimierung von Aufarbeitungsverfahren für die erhaltene Spaltprodukte3) Verschiebung der Doppelbindungen in omega-Position durch Isomerisierung der durch hydrothermale Spaltung erhaltenen kürzerkettigen ungesättigten Alkencarbonsäuren, sowie der Ölsäure und/oder Erucasäure bzw. deren Ester4) Bewertung, Scale-Up der Katalysatorsynthese, sowie Bereitstellung der für die Isomerisierung benötigten Katalysatoren.5 Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur chemischen Konversion der endständig funktionalisierten Alkencarbonsäuren zu Polysiloxanen, Silanen, sowie Vinylestern Ergebnisverwertung: Hierzu sollen die erhaltenen Ergebnisse (z.B. Spezialchemikalien und Katalysatoren) in den Pilotmaßstab überführt und im Hinblick auf eine kommerzielle Anwendung geprüft werden. Eine Verwertung der erhaltenen Ergebnisse durch die Industriepartner als Ergänzung der bisherigen Geschäftsfelder ist geplant. Die neuartigen Spezialchemikalien sowie neue Isomerisierungskatalysatoren runden somit das Produktportfolio der beteiligten Partner ab und stärken das Know-how und die bisherige Geschäftstätigkeit.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Katalysatorentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umicore AG & Co. KG durchgeführt. Katalysatorenentwicklung zur Herstellung von olefinischen Spezialchemikalien. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung neuer Synthesemethoden zur Herstellung von olefinischen Spezialchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen (Öle und Fette). In dem Forschungsverbund aus Industriepartnern und akademischen Partnern soll im Gesamtvorhaben eine neue Spaltungsmethode von ungesättigten Fettsäuren und deren Derivaten unter Erhalt der Doppelbindung entwickelt werden, welche mittels neuen katalytischen Verfahren durch Isomerisierung zu bisher nicht zugänglichen, endständigen Alkencarbonsäuren umgesetzt werden. 1) Hydrothermale Spaltung von Fettsäuren (Ölsäure und/oder Erucasäure), sowie deren Ester2) Entwicklung und Optimierung von Aufarbeitungsverfahren für die erhaltene Spaltprodukte3) Verschiebung der Doppelbindungen in omega-Position durch Isomerisierung der durch hydrothermale Spaltung erhaltenen kürzerkettigen ungesättigten Alkencarbonsäuren, sowie der Ölsäure und/oder Erucasäure bzw. deren Ester4) Bewertung, Scale-Up der Katalysatorsynthese, sowie Bereitstellung der für die Isomerisierung benötigten Katalysatoren.5) Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur chemischen Konversion der endständig funktionalisierten Alkencarbonsäuren zu Polysiloxanen, Silanen, sowie Vinylestern Hierzu sollen die erhaltenen verwertbaren Ergebnisse (z.B. Spezialchemikalien und Katalysatoren) in den Pilotmaßstab überführt und im Hinblick auf eine kommerzielle Anwendung geprüft werden. Eine Verwertung kommerziell relevanter Ergebnisse durch den jeweiligen Industriepartner als Ergänzung bisheriger Geschäftsfelder ist geplant. Resultierende neuartige Spezialchemikalien sowie neue Isomerisierungskatalysatoren runden somit das Produktportfolio der beteiligten Partner ab und stärken das Know-how und die bisherige Geschäftstätigkeit.
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