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s/monoethylenglykol/Monoäthylenglykol/gi

Biologischer Abbau technisch relevanter Polymere und synthetischer Polymere

Polymere stellen eine sehr umfangreiche Gruppe chemischer Verbindungen dar, die verschiedenen Stoffklassen angehoeren. Sie kommen in aussergewoehnlich grossen Mengen in unserer Biosphaere vor. Es handelt sich dabei um Substanzen, die aus solchen Molekuelen aufgebaut sind, in denen eine Art oder mehrere Arten von Atomen oder Atomgruppierungen wiederholt aneinandergereiht sind. Polymere sind auch Hauptbestandteil der Kunststoffe. Hierbei handelt es sich um Materialien, deren wesentliche Bestandteile aus makromolekularen organischen Verbindungen bestehen, die synthetisch oder durch Abwandeln von Naturprodukten oder durch biotechnologische Produktion entstehen. Der Abbau von Polymeren in Kunststoffen sowie von natuerlichen und synthetischen Kautschuken durch Bakterien und Pilze ist auf biochemischer und molekularer Ebene bisher wenig erforscht worden. Ein Verstaendnis der ablaufenden Vorgaenge koennte dazu beitragen, biotechnologische Verfahren zu entwickeln, solche polymeren Werkstoffe und Verpackungsmaterialien zu entsorgen oder in wiederverwertbare Substanzen zu ueberfuehren. Fuer wasserloesliche, technisch relevante Polymere ist die Kenntnis und ein Verstaendnis des Abbaus besonders wichtig, weil diese meist nicht rezyklisiert oder deponiert werden koennen. Darueber hinaus tragen Kenntnisse ueber die biologischen Abbaumechanismen dazu bei, polymere Materialien zu entwickeln, die gegenueber einem Abbau inert sind und die fuer besonders langlebige Anwendungen geeignet sind. Die am Abbau von aus Biosynthesen hervorgegangenen Polyamide, Poly(aepfelsaeure) und Naturkautschuk beteiligten Proteine sollen charakterisiert und deren Strukturgene kloniert werden. Daneben zielen Untersuchungen auch auf die Aufklaerung des mikrobiellen Abbaus synthetischer Polymere wie zB Polyethylenglykol, Polyvinylalkohol oder Polyacrylsaeure sowie synthetischer Kautschuk ab.

Biologischer Abbau wasserloeslicher Polymere

Chemosynthetische wasserloesliche Polymere finden eine weite industrielle Anwendung. Da es keine Moeglichkeiten zum Sammeln, zum Rezyklisieren oder zum Verbrennen dieser Polymere gibt, kommt der biologischen Abbaubarkeit eine erhoehte Bedeutung zu. Ziel dieser Arbeit ist es, Mikroorganismen zu isolieren, die in der Lage sind, wasserloesliche Polymere abzubauen und als Kohlenstoffquelle zu verwenden, und die Abbaumechanismen aufzuklaeren. Dies soll zunaechst an Polymeren, wie Polyethylenglycol, Polyvinylalkohol und Polyacrylsaeure geschehen.

Biogeochemical interface formation in soils as controlled by different components

We consider clay minerals, iron oxides and charcoal as major components controlling the formation of interfaces relevant for sorption of organic chemicals, as they control the assemblage of organic matter and mineral particles. We studied the formation of interfaces in batch incubation experiments with inoculated artificial soils consisting of model compounds (clay minerals, iron oxide, char) and natural soil samples. Results show a relevant contribution of both iron oxides and clay minerals to the formation of organic matter as sorptive interfaces for hydrophobic compounds. Thus, we intend to focus our work in the second phase on the characterization of the interface as formed by organic matter associated with clay minerals and iron oxides. The interfaces will be characterized by the BET-N2 and ethylene glycol monoethyl ether (EGME) methods and 129Xe and 13C NMR spectroscopy for determination of specific surface area, sorptive domains in the organic matter and microporosity. A major step forward is expected by the analysis of the composition of the interface at different resolution by reflected-light microscopy (mm scale), SEM (scanning electron microscopy, micrometer scale) and secondary ion mass spectrometry at the nanometer scale (nanoSIMS). The outcomes obtained in combination with findings from cooperation partners will help to unravel the contribution of different types of soil components on the formation and characteristics of the biogeochemical interfaces and their effect on organic chemical sorption.

Oxaphil

Simultane Rückgewinnung von Monomeren und werthaltigen Zuschlagsstoffen aus dem Recycling von Polyestertextilien (SiWerTEX)

Elektroenzymatische Synthese von Glykolaldehyd aus biobasiertem Ethylenglykol zur Herstellung von formaldehydfreien Aminoharzen und Duromeren

Die neue Bewertung der toxikologischen Eigenschaften von Formaldehyd hat in der jüngsten Vergangenheit einen intensiven Impuls zur Substitution dieser Substanz, insbesondere im Bereich der Formaldehyd-basierten Harze wie beispielsweise PF- und Melaminharze, generiert. Das Ziel von 'HarzForFree' ist es nun, eine neue Syntheseroute für Glykolaldehyd zur Substitution von Formaldehyd zu entwickeln, bei der die Kopplung von Biokatalyse mit der Elektrochemie einen effizienteren Stoffwandlungsprozess ermöglichen soll.

Innovationsraum: CtC - Kohlenhydrathaltige Abfälle zu Chemikalien

ERA CoBioTech Call 2: MIPLACE - Integration von Plastik in die zirkuläre Bioökonomie mit Hilfe von Mikroorganismen

Plastik in der Umwelt - solvoPET- Entwicklung einer Verwertungstechnologie für PET Altkunststoffe aus Multilayer- und anderen Abfallverbunden, Teilvorhaben 1: Gesamtkonzeption, Technikumsbetrieb und Markteinführung

Das Verbundprojekt 'Entwicklung einer Verwertungstechnologie für PET Altkunststoffe aus Multilayer- und anderen Abfallverbunden' zielt auf die Ausarbeitung und experimentelle Erprobung eines solvolytischen Recyclingverfahrens für PET-Altkunststoffe aus Multilayer- und anderen Mischmaterialien. Auf Grundlage nicht mehr aktiver Patente zur Solvolyse von sortenreinen PET-Abfällen wird dieses in zweierlei Richtung weiter entwickelt: das absatzweise soll in ein kontinuierliches Verfahrenskonzept überführt und es sollen Misch-PET Abfälle verarbeitet werden. Dadurch können PET-Verbundmaterialien stofflich verwertet und unterschiedliche Anteile an Störstoffen, wie andere Kunststoffe, oder Metalle aus Barriereschichten, ausgeschleust und anderen Verwertungswegen zugeführt werden. Das Recyclingverfahren erzeugt die PET Grundbausteine Monoethylenglykol und Terephthalsäure. Hohe Flexibilität des Recyclingverfahrens ermöglicht die Aufarbeitung sehr inhomogener Wertstoffströme, wie mariner und technischer PET-Abfälle. Dazu sind der Einfluss der Aufbereitung sowie der Vorgeschichte der zugeführten PET-Abfälle auf das Solvolyseergebnis zu untersuchen. Das Recyclingverfahren wird in einer Technikumsanlage experimentell erprobt und bilanziert. Die gewonnenen Daten fließen kontinuierlich in ökonomische und ökologische Bewertungen des Recyclingverfahrens sowie dessen Einbindung in die Wertschöpfungskette ein. Das Projekt ist in die Teilprojekte 'Grundlagenuntersuchungen, Prozess- und Apparatedesign', 'Technikumsuntersuchungen', 'Bilanzierung und multikriterielle Bewertung' sowie 'Marktanalyse und Implementierung Technologie' unterteilt. Die gewonnenen Ergebnisse werden im Teilprojekt 'Kommunikation und Dissemination' im Verbund sowie fachöffentlich kommuniziert. RITTEC beteiligt sich an der Prozess- und Apparateentwicklung und betreibt die Technikumsanlage. Federführend erfolgt die Marktanalyse für die Marktimplementierung der Technologie.

ANTIPARAM: Antifoulingkonzepte für Mehrparameter-Analysenmess- und Wasserentkeimungssysteme, ANTIPARAM: Antifoulingkonzepte für Mehrparameter-Analysenmess- und Wasserentkeimungssysteme

Ziele des Teilvorhabens sind die Synthese und Materialentwicklung von Spezialpolymeren für die Herstellung von ultradünnen transparenten Hydrogelfilmen für die Antifouling-Beschichtung optischer Sensoroberflächen und UV-Lampen zur Brauchwasserbehandlung. Im Projekt sollen Kombinatiosschichtsysteme aus hydrophilen und zwitterionischen Polymeren zur kovalenten Anbindung an Bauteile und Sensoren für die Trink- und Brauchwasseraufbereitung sowie für das Gewässermonitoring erzeugt und optimiert werden. Als Materialien für Antifoulingbeschichtungen von Sensoren und UV-Lampen sollen zwei Polymerklassen im Projekt untersucht werden, Polyethylenglykole (PEG) und Poly(2-oxazoline) (POx). Um die Eigenschaften der PEG- bzw. POx-Beschichtungen weiter zu verbessern, sollen im Projekt chemisch modifizierte PEGs bzw. POxs hergestellt werden. Dabei werden neben der Variation der Molmasse gezielt Start-, Seiten- und Endgruppen eingeführt, welche einerseits eine bessere Anbindung an die jeweilige Substratoberfläche und andererseits die Möglichkeit einer zusätzlichen Modifizierung der Schichten (z.B. mit Tetraetherlipiden oder für die Einführung von zwitterionischen Gruppen) gewährleisten. Zusätzlich können bei Bedarf Co-Monomere mit vernetzbaren Seitengruppen eingeführt, wodurch die mechanische Stabilität der Hydrogelfilme gesteuert werden kann.

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