Výzkumníci společnosti Fraunhofer vyvinuli proces výroby vysoce kvalitních plastů z terpenů, což je odpad z výroby celulózy. Svůj nový bioplast a jeho možné aplikace představí od 19. do 26. října na veletrhu K 2016 v Düsseldorfu.
I když fosilní zdroje v posledních letech výrazně zlevnily, existuje velké úsilí nahradit standardní plasty látkami vyrobenými z obnovitelných zdrojů. Snížení spotřeby fosilních zdrojů je zvláště důležité kvůli klimatickým změnám způsobeným uvolňováním oxidu uhličitého. Kromě výroby biodegradabilních polymerů, například pro obalové aplikace, je velký zájem o vysoce výkonné materiály vyrobené z obnovitelných zdrojů.
Syntéza polyamidů z terpenů byla vyvinuta v BioCat - Bio, Electro a Chemocataysis, pobočka Straubing společnosti Fraunhofer IGB. BioCat v čele s profesorem Volkerem Sieberem pracuje na technikách přeměny terpenů - vedlejšího proudu výroby celulózy ze dřeva - na biosurfaktanty, epoxidy na biologické bázi nebo monomery pro polyamidy na biologické bázi s novými vlastnostmi (viz také rámečky "Co jsou terpeny?" a " Polyamidy vyrobené z 3-karenu“). "Vzhledem k speciální chemické struktuře terpenů jsou polyamidy z laktamů na bázi 3-karenů vysoce transparentní," vysvětluje projektový manažer Dr. Harald Strittmatter. "To dává možnost nových aplikací, jako jsou lyžařské brýle nebo štíty přileb." Z polyamidů na biologické bázi bude možné vyrábět produkty jako nátěry, textilie a lepidla.
Enzymy a neškodná činidla místo toxických chemikálií
Proč výzkumníci Fraunhofer pracují s terpeny? "Jde o obnovitelný zdroj, který vzniká ve velkém množství jako vedlejší proud při výrobě buničiny i v ovocnářském průmyslu. Jako odpadní proud není aplikace terpenů pro výrobu nových bioplastů v rozporu s potřebou výroby potravin pro lidi a zvířata,“vysvětluje Dr. Strittmatter. Dnes se velké množství dostupných terpenů nepoužívá jako cenná biologická surovina, ale spaluje se pro energetické zásobování celuló zek. Vzhledem ke složité struktuře terpenů je žádoucí aplikace mnohem vyšší hodnoty. "Podobné sloučeniny jsou dostupné pouze z fosilních zdrojů s velkým úsilím," říká Dr. Strittmatter. Struktura terpenů umožňuje polyamidy se speciálními vlastnostmi, jako je vysoká průhlednost. Pro syntézu polyamidů musí být terpeny modifikovány. Oxidačním krokem se zavádí tzv. karbonylová skupina, která může být převedena na laktam, monomerní stavební blok polyamidů. Výhody procesu: Syntetická cesta pro výrobu laktamů na bázi terpenů je kratší a – ještě důležitější – kombinuje bio- a chemokatalytické reakční kroky, které umožňují vyhnout se škodlivým činidlům.
Dosud byly tyto bioplasty vyráběny pouze v laboratoři; ačkoli plán je vyvinout syntetickou cestu, která umožní budoucí výrobu v průmyslovém měřítku. Dr. Strittmatter a jeho tým však hodlají přispět k nahrazení fosilních chemikálií obnovitelnými zdroji.
