Das Projekt "Teilvorhaben 1: Einsatz von pflanzlichen Proteinen in Gummimischungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Continental, Strategic Tire Technology - Materials Research durchgeführt. Ziel des geplanten Verbundvorhabens ist der Einsatz von pflanzlichen Proteinen in Gummimischungen für Reifen. Insbesondere soll es durch den Einsatz von Proteinen in Gummimischungen erreicht werden, die Haftung von Winterreifen auf Eis zu verbessern. Wissenschaftliche und technische Arbeitsziele und -inhalte sind die Bewertung des Potentials von pflanzlichen Proteinen, die Erforschung geeigneter Derivatisierungswege zur Hydrophobierung, Vernetzung und Hydrolyse von Proteinen sowie deren verfahrens-technische Bewertung. Weiterhin gilt es, die Anbindung derivatisierter pflanzlicher Proteine/Hydrolysate an die Kautschukmatrix zu untersuchen. Im Rahmen des Vorhabens sollen die Wechselwirkungen zwischen Protein und Kautschukmatrix sowohl in heterogener Phase (Protein als Füllstoff) wie auch in homogener Phase (z.B. Protein als Copolymerisat) untersucht werden. Weitere Arbeiten gelten der Phasenverträglichkeit, der Steigerung des hydrophoben Charakters der Proteine, der reversiblen Quelleigenschaften, den Vulkanisationseigenschaften und den Gebrauchseigenschaften (Abrieb, Naßgriff, Eisgriff). Hiermit soll es ermöglicht werden, geeignete Proteine und Verarbeitungsverfahren festzulegen. Die Continental AG führt das Vorhaben in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung, Universität Bayreuth und ProChem e.V. durch.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Untersuchungen zur chemischen Modifizierung und hydrophoben Wechselwirkung pflanzlicher Proteine im Hinblick auf ihren Einsatz in Gummimischungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Angewandte Proteinchemie durchgeführt. Die als Gesamtziel beabsichtigte Verbesserung des Eisgriffs von Winterreifen durch die Einarbeitung pflanzlicher Proteine erfordert die Lösung des Problems der thermodynamischen Unverträglichkeit zwischen den hydrophoben Polymerketten des Elastomers und den hydrophilen Bereichen des Proteins. Im Rahmen des Teilvorhabens soll deshalb ein Beitrag zur Lösung des o.g. Problems durch eine schrittweise Hydrophobisierung von Proteinisolaten mittels chemischer Modifizierung über nucleophile Substitutionsreaktionen an polaren Gruppen der Proteine (Acylierung, Veresterung) geleistet werden. Die eingeführten Reste sollen zugleich eine kovalente Anknüpfung an die Polymermatrix über eine zweite funktionelle Gruppe (Doppelbindung in der aliphatischen Kette) ermöglichen. Die Wechselwirkung der Proteine mit der Elastomermatrix soll mit einer neu zu entwickelnden Methode untersucht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Modifizierte Kautschuke für Hybridmaterialien mit Proteinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Chemie, Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II durchgeführt. Ziel des Teilprojektes ist die Synthese und Charakterisierung von Kautschuken (Elastomeren), welche sich für die Verarbeitung zu Kautschuk-Protein-Hybridmaterialien eignen. Es sollen verschiedene Elastomere (insbesondere Butadienkautschuk und Styrol-Butadienkautschuk) so modifiziert werden, das sie mit Proteinderivaten kovalent oder über sekundäre Wechselwirkungen (Wasserstoffbrücken oder ionische Bindungen) verknüpft werden können. Dieses Ziel soll auf zwei verschiedenen Wegen erreicht werden a) Über eine polymeranaloge Funktionierung sollen Ankergruppen in das Elastomer eingebaut werden, an welche das Proteinderivat angebunden werden kann. b) Während der Synthese der Elastomere durch Copolymerisation mit entsprechenden funktionellen Monomeren sollen Ankergruppen für die anschließende Anbindung des Proteinderivats erzeugt werden. Die Anbindung des Proteins an das Elastomer soll mit verschiedenen Methoden untersucht werden (Elektronenmikroskopie, Rheologie).
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Funktionalisierung von pflanzlichen Proteinen für Gummimischungen unter besonderer Beruecksichtigung der chemischen Modifizierung und des Scaling-up" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung durchgeführt. Im Rahmen des Verbundvorhabens sollen als Gesamtziel weitere Möglichkeiten für die Verwendung von Proteinen in technischen Anwendungen geschaffen werden. Als wissenschaftliche und technische Ziele sollen die Voraussetzungen geschaffen werden, um - das Potential von Pflanzlichen Proteinen (vorzugsweise aus Raps, Lupine, Weizen) in Laufstreifenformulierungen von Automobilreifen zu bewerten (technische Machbarkeit, wirtschaftliche Perspektive), - geeignete Derivatisierungswege zur Hydrophobierung/Vernetzung und /oder Hydrolyse von Proteinen bzw. zur Hydrophilierung von Kautschuk aufzuzeigen und sie einem industriellen Scale-up zugänglich zu machen (verfahrenstechnische Bewertung) sowie - die Anbindung derivatisierter pflanzlicher Proteine und/oder geigneter Hydrolysate an die Kautschukmatrix zu realisieren (reaktionschemische Ermittlung von Parametern zur Basispolymermodifizierung).