Lösemittelfreie, wasserbasierte Polyurethan-Dispersionen (PUD) kommen als Klebstoffe in vielen Produkten zum Einsatz. Sie bestehen aus einer Urethan- und einer Polyesterpolyol-Komponente. Im Projekt gelang es den Forschern, die Polyesterpolyole auf Basis nachwachsender Rohstoffe herzustellen. Bernsteinsäure, Sebacinsäure, 1,3-Propandiol und 1,4-Butandiol eigneten sich dabei als Monomere.
Die auf diese Weise hergestellten PUD-Klebstoffe hatten einen biogenen Kohlenstoffanteil von insgesamt über 50 Prozent. In den Anwendungsbereichen Holz, Möbel und Automobil wiesen sie technische Kennwerte nahe am Marktstandard auf. Für biobasierte Schuhklebstoffe besteht noch Optimierungsbedarf.
Gute Marktchancen
Auch die Herstellung demonstrierten die Forscher exemplarisch für einen der am besten geeigneten Polyester bis in den Produktionsmaßstab. „Einer kommerziellen Umsetzung stehen eigentlich nur noch die Rohstoffkosten im Wege“, sagt Projektleiter Dr. Martin Melchiors von Covestro. „Sie sind bei den biobasierten Chemikalien aktuell noch höher als bei den fossilen Pendants.“ Mittelfristig können sich diese Preise nach Meinung des Projektleiters jedoch angleichen.
Sobald es so weit ist, bestehen gute Marktchancen; denn nicht zuletzt haben die Bio-Klebstoffe Vorteile im Hinblick auf den Klimaschutz. Das belegte eine Berechnung des Fraunhofer Umsicht. Demnach haben die biobasierten PUDs einen um mehr als 25 Prozent verringerten CO2-Footprint im Vergleich zu herkömmlichen, fossilbasierten PUDs.
Rohstofftechnisch unabhängig vom Ausland
Bei seiner Suche nach einem Ersatz für Erdöl in Klebstoffen legte das Forscherteam Wert darauf, überwiegend einheimische Rohstoffe zu nutzen, um künftige neue Abhängigkeiten von Exportländern zu vermeiden. Alle im Vorhaben verwandten Biochemikalien lassen sich – zum Teil biotechnologisch – aus den nachwachsenden Rohstoffen Lignocellulose, Stärke, Saccharose, Rizinusöl und Glycerin herstellen.
Diese wiederum sind Bestandteil von unter anderem Holz, Pflanzensamen oder Mais, oder sie fallen bei der Biodieselproduktion an. Von diesen Rohstoffen wird nur das Rizinusöl aus einer nicht in Europa wachsenden Pflanze, nämlich dem Wunderbaum gewonnen.
Förderung und Projektträger
Das Vorhaben Thermoaktivierbare Bio-Klebstoffe (ThermoBIK) wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert. Der Abschlussbericht und weitere Informationen stehen unter den folgenden Förderkennzeichen zur Verfügung:
FKZ 22018212: Covestro
Entwicklung neuer Polyesterpolyole und Polyurethandispersionen
FKZ 22032112: Henkel
Anwendungstechnische Untersuchungen
FKZ 22032212: Jowat
Anwendungstechnische Untersuchungen
%20Photography%20Christian%20Krinninger_2.jpg "Das entscheidende Jahrzehnt")