Bioschmierstoffe Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Entwicklung von neuen strukturdefinierten bioabbaubaren Klebstoffen und Bindemitteln auf Basis biotechnisch und chemisch erzeugter Grundstoffe aus hexosenhaltigen nachwachsenden Rohstoffen, insbesondere BioRaffinerie-Rohstoffen

Anschrift
Forschungsinstitut Bioaktive Polymersysteme e.V.
14513 Teltow
Kantstr. 55
Kontakt
Prof. Dr. Birgit Kamm
Tel: +49 3328 3322-10
E-Mail: kamm@biopos.de
FKZ
22017401
Anfang
01.01.2002
Ende
30.09.2003
Aufgabenbeschreibung
Auf Grundlage der Erfahrungen und Ergebnisse des Vorprojektes FKZ: 99NR 130 stehen im Mittelpunkt des Fortsetzungsprojektes die Weiterführung der synthesechemischen Laborarbeiten zur Herstellung von Klebstoffen und Bindemitteln (hier: Haarfestigungskomponenten) auf Basis von Hydroxycarbonsäuren, Oxocarbonsäuren, Betainen, Polyolen und ungesättigten Strukturen, wie Acrylate und Itaconsäure, die durch einfache Konversion aus nachwachsenden Rohstoffen zugänglich sind. Diese Ausgangsmaterialien werden mittels schonender Synthesen in geeignete polymere Strukturen, die mit Carboxyl- und Hydroxyl-Gruppierungen sowie Trimethylammonium-substituierten Gruppierungen funktionalisiert sind und olefinische Endgruppen besitzen, konvertiert. Die Zwischen- und Zielprodukte werden umfassend charakterisiert und die Zielprodukte auf Abbaubarkeit untersucht. Während der Projektlaufzeit erfolgt die Austestung der Syntheseprodukte auf Eignung für Haarfestigung und Haarpflege in der Kosmetikindustrie (Wella AG). Im Anschluss an das Vorhaben soll für die geeigneten polymeren abbaubaren Strukturen eine industrielle Überführung vorbereitet werden.
Ergebnisdarstellung
Um definierte Basispolymere mit Polyester Grundstruktur zu erzeugen, wurde Milchsäure in den Diester sowie Lävulinsäure und Carnitin in die entsprechenden Lactone konvertiert. Im zweiten Schritt wurden das Dilactid bzw. die Lactone einer Ringöffnungspolymerisation unterworfen. Dabei erfolgte einerseits die direkte Umsetzung zu Polymilchsäure bzw. Polycarnitin und andererseits erfolgten Kondensationen mit einem Polyol bzw. einer olefinischen Komponente. Die polymeren Produkte aus Dilactid/Itaconsäure und Dilactid/Ethylenglycol zeigten die aussichtsreichsten Eigenschaften, die in der Haar-Kosmetik relevant sind. Somit wurden diese Polymere für Testungen am Haar ausgewählt. Zur Austestung wurde auch ein Polymergemisch aus Polycarnitin, dem Polymerisat von Carnitin-ß-lacton/Hydroxymethylacrylat und dem Makromonomer Poly(D,L-Milchsäure/Hydroxymethylacrylat) verwendet. Mit den Polymeren wurden die prinzipielle Anforderungen erfüllt. Die Testergebnisse zeigen weiterhin, dass eine Frisurstabilisierung durch die polymeren Materialien (Filmbildner) gegeben ist und die hydrophoben Anteile des Filmbildners einen Schutz vor Luftfeuchtigkeit bewirken. Alle Polymere zeigen nach Anwendung eine gute Kämmbarkeit und Griffigkeit des Haares. Das Polymergemisch wurde umfangreichen Tests in den Bereichen Shampoobehandlung, Kurbehandlung und Wirklösung unterzogen. Die Ergebnisse zeigen, dass das Konzept aussichtsreich für eine Herstellung von biobasierten Filmbildnern zur Anwendung in breiten Bereichen der Haarfestigung und Haarpflege ist. Die polymeren Produkte können nach standardisierter Methodik zur Verfügung gestellt werden, so dass eine technologische Entwicklung der von der Wella AG favorisierten Produkte möglich ist. Das Haupthindernis auf dem Weg zur Etablierung dieser neuen Rohstoffe für Haarpolymere Verfahrens ist das noch zu aufwendige Herstellungsverfahren, insbesondere für die aussichtsreichen Carnitin-basierten Polymere.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
 
 
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