Miljøvenlige formuleringer baseret på vegetabilske olier

Der er en stigende efterspørgsel efter grønne produkter, men for at de skal være ægte bæredygtige, producenter skal også bruge lim og maling, der er lavet af biobaserede råvarer. Avancerede materialer udviklet i Fraunhofer laboratorier viser vejen frem.

Efterspørgslen efter økologiske produkter boomer. Fabriksfarme og marker, der er gennemvædet af kemiske cocktails, tiltrækker ikke mange forbrugere, der foretrækker at se fritgående dyr på grønne græsgange, spise ubehandlet frugt og grønt og bære tøj lavet af økologisk dyrket, pesticidfri bomuld. Det er ikke nok, imidlertid, blot for at erstatte plastik med naturlige materialer som træ eller kork. For at produkter skal være ægte bæredygtige, producenter skal også bruge lim og maling, der er lavet af biobaserede råvarer.

De fleste ældre klæbemidler er lavet af petroleumsbaserede termohærdende epoxyharpikser. Disse er syntetiske harpikser, der holder deres form, når de er blevet opvarmet. Monomerer er byggestenene i epoxyharpikser. Et hærder eller hærder får de enkelte molekyler til at binde, skabe en solid plast, der ikke smelter. Additiver tjener til at finjustere egenskaberne, så de passer til den givne anvendelse. For eksempel, pigmenter kan tilsættes for at farve harpiksen, og andre tilsætningsstoffer bruges til flammesikring eller for at gøre plasten lettere at forarbejde.

Vegetabilske olieepoxider med naturlige tilsætningsstoffer

Alligevel er det også muligt at fremstille epoxyharpikser af miljøvenlige materialer. En ny tilgang er lovende – vegetabilske olieepoxider, en organisk version af konventionelle epoxyharpikser. De kommer fra vegetabilske olier, der indeholder en høj andel af umættede fedtsyrer. Disse fedtsyrer epoxideres; det er, forbundet med en trivalent forbindelse bestående af to carbonatomer og et oxygenatom. Kombination af disse vegetabilske olieepoxider med hærdere giver bemærkelsesværdigt elastisk plast. Og dermed bæredygtige klæbemidler, belægninger og endda skumharpikser ser ud til at være levedygtige muligheder. Men den kemiske sammensætning af råvarer udvundet af frø fra olieholdige planter kan variere meget. Og den afvigelse er et problem for producenterne.

Miljøvenlige klæbemidler med ideelle egenskaber

Forskere ved Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems IMWS satte sig for at tackle dette problem ved at undersøge egenskaberne af nyudviklede biogene harpikser. Dette er en gennemtrængende analyse:"Vi undersøger disse harpikser fra mikro- til makroniveau, siger Andreas Krombholz, gruppeleder hos IMWS. Det første trin er at bestemme, hvordan variationer i sammensætningen af ​​råmaterialet påvirker res-ins. Når IMWS-teamet har løst det puslespil, de kan begynde at forbedre og tilpasse harpikserne til de givne forarbejdningsmetoder.

Fraunhofer-forskere bruger også vegetabilske olieepoxider til at udvikle nye klæbemidler. Alle formuleringer til disse klæbemidler fra Fraunhofer-laboratoriet er fri for opløsningsmidler. Forskere graver dybere for at finde ud af, hvilke fyldstoffer og additiver der kan bruges til at levere specifikke egenskaber. Høj elektrisk ledningsevne, for eksempel, kommer godt med. Hvis et klæbende lag er ledende, det kan opvarmes indefra og ud ved at påføre en elektrisk spænding, derved hurtigt og selektivt hærde det. Eller et tilsætningsstof som modificeret timianolie kan give klæbemidlet antibakterielle egenskaber.

Konvertering fra epoxidation til enzymbehandling

Brugen af ​​vegetabilske olieepoxider øger det organiske indhold af disse klæbemidler til 86 procent, fordi materialerne indeholder en høj procentdel af vegetabilsk olie, og hærderen er baseret på organiske stoffer frem for petroleumsderivater. Til sammenligning:at kvalificere sig som et bæredygtigt materiale, mindst 35 procent af dets ingredienser skal komme fra vedvarende kilder. "Sammen med Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB, vi skiftede fra epoxidation til en ny enzymbaseret proces. Det betyder, at vi kan behandle vegetabilske olier uden at bruge petrokemikalier. Behandlingen med enzymer foregår ved 40 grader Celsius frem for 100 grader Celsius som tidligere, så vi sparer også på energi, " tilføjer Krombholz. Fordelene slutter ikke der. Industrielle brugere i Europa havde hentet linolien til vegetabilske olieepoxider fra Canada, hvilket ikke ligefrem er miljøvenligt i betragtning af den afstand den skal tilbagelægge. Fraunhofer-forskere tilpassede processen til at bruge en æterisk olie, der stammer fra den moldaviske dragehovedplante, dyrket økologisk i Tyskland, frem for importeret linolie. Dette reducerer CO2-fodaftrykket yderligere. Oven i købet, forskerne fandt en miljørigtig erstatning for den tidligere meget giftige hærder.