Bioschmierstoffe Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Verbesserung des Eigenschaftsprofils heimischer Pflanzenöle als Rohstoff für Schmier- und Druckübertragungsöle; Teilvorhaben 1: Chemische Modifikation nativer Öle im Labormaßstab

Anschrift
Bergische Universität Wuppertal - Fachbereich C - Mathematik und Naturwissenschaften - Fachgruppe Chemie - Organische Chemie
42119 Wuppertal
Gaußstr. 20
Kontakt
Prof. Dr. Manfred Schneider
Tel: +49 202 439-2775
E-Mail: schneid@uni-wuppertal.de
FKZ
22005698
Anfang
01.09.1999
Ende
31.12.2002
Aufgabenbeschreibung
Ziel des vorliegenden Verbundvorhabens ist es, durch weiterführende Modifizierungen der Fettsäuren an den Doppelbindungen von Raps- und Sonnenblumenöl, ihr Einsatzgebiet im Bereich der Schmier-und Verfahrensstoffe auf die Leistungsstufe der gesättigten Syntheseester zu erweitern. Durch die gezielte Modifikation von hoch ölsäure-haltigen Pflanzenölen wie Raps- und HO-Sonnenblumenöl soll eine preisgünstige Alternative erarbeitet werden. Im Vordergrund steht dabei die Synthese von gesättigten Estern sowie die Herstellung von Hydroxylgruppen und Alkylverzweigungen (Isocarbonsäuren) enthaltenen Fettsäuren. Zur Herstellung der Isocarbonsäuren bietet sich vorallem die En-Reaktion an. Neben der En-Reaktionen sollen weitere Modifizierungsmöglichkeiten untersucht werden. Das Vorhaben wird in Zusammenarbeit zwischen der Universität Wuppertal, der RWTH Aachen/IFAS und der Fuchs Dea Schmierstoff GmbH durchgeführt. Von der Universität werden die Modifizierungen (Selektivhydrierung, Vernetzung/Polymerisation, Alkylierung, Photooxidation, Cyclopropanierung) an den Doppelbindungen der Pflanzenöle sowie die chemisch- physikalischen Tests durchgeführt. Die Firma Fuchs übernimmt die Überführung der Laborsynthesen in den Technikumsmaßstab (10 -20 l) sowie die Formulierung der Hydraulikflüssigkeiten und deren chemisch-physikalische Testung. Die Arbeiten der RWTH Aachen konzentrieren sich zum einen auf die Untersuchung der von den Verbundpartnern entwickelten Fluide in Prüfständen sowie auf die Entwicklung eines Systems zum Condition Monitoring, mit welchem der Zustand des Fluides kontinuierlich überwacht werden kann.
Ergebnisdarstellung
Zur Verbesserung des Eigenschaftsprofils nativer heimischer Pflanzenöle, insbesondere der Thermo- und Hydrolysebeständigkeit, wurden die Fettsäuren aus nativen Ölen oder die durch Umesterung erhaltenen Fettsäuremethylester auf technische Polyole wie Trimethylolpropan, Neopentylglycol oder Pentaerythrit ver- bzw. umgeestert. Bei der Veresterung wurde die prinzipiell bekannte Veresterungsreaktion hinsichtlich der wichtigsten Alkohol- und Säurekomponenten etabliert und auf neue Rohstoffkombinationen (Gemischtester) und neue Rohstoffe (HO-Sonnenblumenöl) angewendet. Die Veresterungsreaktion wurde in den Technikumsmaßstab übertrtagen, um die erforderlichen Mengen für die anwendungsnahe Testung im Kurzzeitalterungsprüfstand bereitstellen zu können. Neben dem herkömmlichen Veresterungsverfahren aus Fettsäuren und Alkoholen wurde, ausgehend von den entsprechenden Fettsäuremethylestern, auch ein neuer Syntheseweg zu Polyestern entwickelt. Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine geringere thermische Belastung aus. Zur Herstellung von vollgesättigten Estern wurden Pflanzenöle hydriert bzw. andere chemische Modifizierungen an der Fettsäurekette durchgeführt wie z. B. Friedel-Crafts-Alkylierungen, Hydroformulierungen, Hydroaminomethylierungen, Co-Oligomerisierungen und radikalische Additionen. Die synthetisierten Produkte wurden anwendungstechnisch untersucht u. a. durch Messungen von Viskosität, Viskositäts-Temperaturverhalten, thermischer und oxidativer Stabilität, Hydrolysestabilität und Käteeigenschaften. Es wurde gezeigt, dass durch die geeignete Wahl von Fettsäuren und Polyolen bzw. durch die gezielte Modifizierung der ungesättigten Fettsäureketten die Eigenschaften der synthetisierten Ester optimal eingestellt werden können und dadurch überaus geeignete Basisflüssigkeiten zur Herstellung technisch leistungsstarker und zugleich umweltverträglicher, biologisch leicht abbaubarer Schmier- und Druckübertragungsflüssigkeiten zur Verfügung stehen.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
 
 
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