LignoFol – Ligninfolie

20 Okt LignoFol – Ligninfolie

Spitzencluster BioEconomy: „TG3, Entwicklung funktionaler Polymerfolien und  Polymerbeschichtungen unter Verwendung von Lignin-Zwischenprodukten für innovative Anwendungen

( VP 3.4 / LignoFol) – Teilprojekt C“ (BMBF KMU 031A572C)

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Aufgabenstellung

Unser Teilvorhaben Ligninmodifizierung war durch die Notwendigkeit der Untersuchung zur prinzipiellen synthetischen Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit ein wichtiger Baustein und Basis für die Erreichung des Gesamtprojektziels. Mit dem geplanten Projekt sollte ein Beitrag zur nachhaltigen stofflichen Nutzung biobasierter, nachwachsender Roh- und Abfallstoffe geleistet werden.
Die Zielstellung des geplanten Projektes war ligninbasierte polymerbildende Ausgangsmaterialien zu erhalten, die für eine Weiterverarbeitung für Kunststofffolien infrage kommen.
Uns oblag die Aufgabe geeignete Ligninderivate mit ausreichender Kompatibilität zu den Basispolymeren der Folienhersteller bereitzustellen.

Lösungsweg

Dazu war es zunächst notwendig, unterschiedliche, bereits auf dem Markt befindliche Lignine und Ligninderivate zu analysieren und chemisch zu charakterisieren, um danach mit geeigneten Synthesemethoden gezielte Modifizierungen durchführen zu können. Weiterhin erfolgten die Entwicklung und Bereitstellung von homogen gelöstem Lignin und dessen chemische Kompatibilisierung für den Einbau in Kompositfolien und Kompositschichten.

 

Folgende Arbeitsschwerpunkte sind in der se ma bearbeitet worden:

 

  • Charakterisierung der Lignintypen
  • Auswahl und Prüfung der Analysenverfahren
  • Syntheseverfahren zur Modifizierung von Lignin
  • Analyse und Charakterisierung der Syntheseprodukte
  • Kompatibilität mit PET/PE-Materialien für eine Einbringung als Masterbatch/Compound

 

Ergebnis

Lignin fällt in großen Tonnagen bei der Papierproduktion nach dem KRAFT-Verfahren an. Dieses enthält neben einem hohen Anteil an Salzen, die Wasser besonders fest binden und in Abhängigkeit von der Aufarbeitung noch Reste an kovalent gebundenen Schwefel, der für einen unangenehmen Geruch verantwortlich ist. Deshalb sind komplexe Reinigungsschritte erforderlich, die mit einem hohen Zeit- und Energieaufwand verbunden sind. Das Rohprodukt liefert aus der Lösung sehr spröde Feststoffe, die einen hohen Anteil polarer Gruppen enthalten. Um die Kompatibilität zu Basispolymeren der Folienindustrie herzustellen wurden das Lignin modifiziert, um sie mit Anteilen größer oder gleich 50% zu einem Masterbatch verarbeiten zu können.
Das hierbei vorrangige Ziel, Kraft-Lignin in ein thermoplastisches Material zu überführen, wurde erreicht.
Der Weg und die gerätetechnischen Voraussetzungen zur Bereitstellung eines solchen Additivs wurden für eine technisch relevante Dimension ergründet. Die Einsatzmöglichkeiten beschränken sich nicht auf die Folienherstellung, sondern erstrecken sich auch auf die Herstellung von Klebstoffen und Beschichtungsstoffen.

Das Forschungsprojekt wurde vom 01.03.2015 – 31.08.2017 gemeinsam mit den folgenden Projektpartnern bearbeitet:

POLIFILM Extrusion GmbH, Südliches Anhalt
Folienwerk Wolfen GmbH
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM Halle
Polymer Service GmbH Merseburg
Ventury GmbH Energieanlagen Dresden
Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien GMBU e.V.

Ansprechpartner:
Karin Rauch

 

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