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Biopolymere verarbeiten: Ionische Flüssigkeiten sind die Lösung

30.11.2017

Cellulose und Chitin sind nachwachsende Werkstoffe und eignen sich für Filter, Wundauflagen und Textilien. Die Biopolymere sind allerdings schwer löslich und nicht schmelzbar. Mit ionischen Flüssigkeiten als Lösemittel lassen sie sich einfach verarbeiten. So hergestellte Textilfasern aus Cellulose verhalten sich wie Baumwolle. Natürlich angebaute Baumwolle kann die steigende Nachfrage an Baumwolltextilien nicht mehr erfüllen; die Biopolymerfasern könnten die Baumwolle ersetzen und so diese Lücke füllen. Wie Cellulose und Chitin mit ionischen Flüssigkeiten gelöst und verarbeitet werden, und welche Anwendungsmöglichkeiten das Verfahren bietet, steht in den „Nachrichten aus der Chemie“.

Als Bau- und Struktursubstanz der Pflanzen ist Cellulose das häufigste Biopolymer der Erde. Chitin folgt an zweiter Stelle; es kommt in Gliedertieren, Weichtieren und Pilzen vor. Beide Biopolymere haben ein stabiles Gerüst aus starken Wasserstoffbrücken und hochkristalline Strukturen.


Dieser Aufbau ist ein Problem für potenzielle Lösemittel, denn sie müssen die Wasserstoffbrücken brechen und dann die Hydroxylgruppen stabilisieren. Konventionelle Lösungsmittel lösen zwar Biopolymere zwar, sind allerdings oft gesundheitlich bedenklich und lassen sich nicht rückstandsfrei aus Materialien entfernen.

Mit ionischen Flüssigkeiten bietet sich nun ein umweltfreundlicheres Verfahren an, um Biopolymere zu verarbeiten. Ionische Flüssigkeiten sind spezielle Salze mit etlichen möglichen Anion-Kation-Kombinationen. So lassen sie sich gezielt für jede Anwendung synthetisieren:

Aus Cellulose und Chitin entstehen Textilfasern und Beschichtungen, die vielseitig und medizinisch verträglich sind. Ionische Flüssigkeiten haben somit das Potenzial, die steigende Nachfrage nach Textilfasern zu decken und herkömmliche Verfahren wie die Viskosetechnik zu ersetzen, die aufgrund der großen Mengen an Abfall und Abwasser ein Problem für die Umwelt sind.

Die Chemiker Michael R. Buchmeiser, Frank Hermanutz und Johanna M. Spörl erläutern in den „Nachrichten aus der Chemie“ die Vorteile der ionischen Flüssigkeiten im Vergleich zu klassischen Lösemitteln, sowie deren praktische Anwendung und ökologische Aspekte. Die PDF-Datei des Beitrags gibt es bei der Redaktion der „Nachrichten aus der Chemie“ unter nachrichten@gdch.de.

Nahezu 60.000 anspruchsvolle Chemiker und Chemikerinnen aus Wissenschaft, Wirtschaft und Lehre informieren sich mit den „Nachrichten" über Entwicklungen in der Chemie, in angrenzenden Wissenschaften sowie über gesellschaftliche und wirtschaftliche Aspekte. Kennzeichen der Zeitschrift der Gesellschaft Deutscher Chemiker sind das breite Spektrum der Berichte und das einmalige Informationsangebot an Personalien, Veranstaltungs- und Fortbildungsterminen.

Weitere Informationen:

http://www.nachrichtenausderchemie.de

Dr. Karin J. Schmitz | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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