Zucker als Rohstoff für die Polyurethan – Herstellung

Neue Wege in der Kunststoffproduktion – nachwachsende Rohstoffe ersetzen mineralölbasierte Ausgangsstoffe

Als erfolgreich und sehr vielversprechend hat sich ein neues Verfahren zur Gewinnung von Polyolen aus Zuckern herausgestellt, das in einem Forschungsprojekt der Dow Deutschland GmbH und des Fraunhofer Instituts für Chemische Technologie getestet wurde. Das von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) geförderte Vorhaben zeigt wirtschaftlich attraktive Alternativen in der Herstellung polyfunktioneller Alkohole auf, die die chemische Industrie für die Produktion von Polyurethanen und Polyestern benötigt. Bislang werden Polyole vor allem auf petrochemischer Basis hergestellt.

Die im Projekt verwendete Versuchsanlage setzte niedermolekulare Kohlenhydrate wie Glukose, Fructose, Xylose und Saccharose mittels reduktiver Hydrothermolyse in über- und unterkritischem Wasser in die gewünschten kurzkettigen Polyalkohole um. Die besten Ergebnisse wurden mit dem Katalysator Ruthenium bei Temperaturen zwischen 150 und 250 °C erzielt. Die Polyole konnte Dow anschließend erfolgreich bei der Herstellung von Polyurethanen einsetzen.

Damit erschließt sich für die Kunststoffproduktion eine völlig neue Rohstoffbasis. Kohlenhydrate werden aus Pflanzen wie der Zuckerrübe isoliert, die in Deutschland großflächig angebaut werden und weniger starken Preisschwankungen unterliegen als petrochemische Rohstoffe.

Das Verfahren soll in einem nächsten Schritt in den Pilotmaßstab überführt werden. Forschungsbedarf besteht noch bei den eingesetzten höhermolekularen Kohlenhydraten. Die Wirtschaftlichkeit könnte erhöht werden, wenn sich auch Stärke oder Cellulose durch reduktive Hydrothermolyse umwandeln ließen. Bislang wurden mit diesen Rohstoffen jedoch noch nicht die gewünschten Umsätze erreicht.

Die FNR ist Projektträger des Bundesministeriums für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft und fördert Forschung und Entwicklung, Markteinführung und Verbraucherinformation im Bereich nachwachsende Rohstoffe.

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