Logo

Kompetenz- und Informationszentrum
Wald und Holz

 

Projekte - Details

 

Verbundvorhaben: Einfluss des Lignintyps auf die Haftung in thermoplastischen PE-Lignin-Blends (LPEblends); Teilvorhaben 2: Blendherstellung und -charakterisierung

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP)
14476 Potsdam
Geiselbergstr. 69
Kontakt
Dr. rer. nat. Johannes Ganster
Tel: +49 331 568-1706
E-Mail: johannes.ganster@iap.fraunhofer.de
FKZ
22014816
Anfang
01.02.2017
Ende
31.01.2018
Aufgabenbeschreibung
Die Haftungseigenschaften ligninbasierter Polyethylen (PE) Blends werden unter Variation des Lignintyps systematisch untersucht und optimiert, um die finalen mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Bei diesen Untersuchungen können grundlegende Erkenntnisse bezüglich der Wechselwirkung von Lignin mit kommerziellen Haftvermittlern (maleierte Polymere) u. a. bei variierender Reinheit bzw. chemisch-physikalischen Eigenschaften gewonnen werden. Ziel ist es, einen chemischen oder physikalischen Strukturparameter der Ligninkomponente zu identifizieren, der direkt mit dem Kopplungspotential zu maleierten Polymeren korreliert und somit signifikant verbesserte mechanische Eigenschaften der resultierenden Blends ermöglicht. Als Ausgangsproben werden Nadel- und Laubholz-Kraftlignin, Laubholz-Organosolvlignin sowie Soda-Graslignin beschafft. Durch Aufreinigungsverfahren sollen aus den ausgewählten Ligninen jeweils mindestens drei verschiedene Qualitäten erhalten werden, die sich im Kohlenhydrat- und Aschegehalt unterscheiden, und umfassend charakterisiert werden. Ziel ist es, einen chemischen oder physikalischen Strukturparameter bzw. eine Eigenschaft des Lignins zu identifizieren, welche direkt mit dem Kopplungspotential zu MA-gepfropften PE Haftvermittlern korreliert. Zur Identifizierung der Haftung an den realen Blendsystemen zwischen den unterschiedlichen Ligninen und der PE-Matrix werden qualitative, spektroskopische und indirekte Methoden eingesetzt. Da die Untersuchung im Blend, aufgrund der geringen Mengenanteile der postulierten kovalenten Bindungen erschwert ist, werden zusätzlich Modellversuche mit Lignin und MAPE durchgeführt. Die modifizierten Produkte werden durch FTIR Spektroskopie mit ATR oder KBr Technik untersucht. Zusätzlich werden die Proben nach Quellung (DMSO-d6) in einem HR-MAS NMR-Rotor untersucht. Im Vergleich zu den unmodifzierten Ligninen sollte es so möglich sein die neu entstandenen Bindungstypen für die unterschiedlichen Produkte nachzuweisen.
Ergebnisdarstellung
Auf Grund kaum existierender Untersuchungen zum Einfluss des Lignintyps auf die resultierende Haftung in PE-Lignin-Blends, war es Ziel, relevante chemisch-physikalische Strukturparameter des Lignins zu identifizieren, welche im direkten Zusammenhang zur Kopplungsfähigkeit des Lignins zum Haftvermittler stehen. Vorrangig wurden ein Softwood Kraft-, ein Hardwood Kraft- und ein Soda Grass Lignin verwendet, welche sich in ihrer Herkunft sowie im Aufschluss unterscheiden und unterschiedlich aufbereitet bzw. gereinigt wurden, um anschließend zu PE-Lignin-Blends verarbeitet und hinsichtlich ihrer Haftung untersucht zu werden. Es konnte erfolgreich ein geeignetes Verarbeitungsregime ermittelt und PE-Lignin-Blends mit jeweils 50wt% biobasiertem Anteil hergestellt werden. Die Bewertung der Haftung erfolgte durch Bruchbildanalyse und der Auswertung mechanischer Kennwerte, welche auf Änderungen der Haftung sensitiv reagieren. Aus der Gegenüberstellung der wichtigsten Strukturparameter des Lignins mit den mechanischen Kennwerten konnte geschlussfolgert werden, dass insbesondere eine hohe Anzahl an phenolischen Hydroxylgruppen und/oder eine hohe Polydispersität die Haftung im Blend begünstigen und das Softwood Kraftlignin das höchste Kopplungspotential aufwies. Die gewonnenen Erkenntnisse sind in guter Übereinstimmung mit Ergebnissen der FTIR Messungen und den Modellvorstellungen zur Funktionsweise des Haftvermittlers. Es konnten grundlegende Erkenntnisse zu Wechselwirkungen zwischen dem Haftvermittler und dem Lignintyp sowie seinem Aufbereitungsprozess gewonnen werden, wobei weiterführende Differenzierungen des Lignins als auch der Haftung im Blend weitere wertvolle Erkenntnisse liefern würden.

neue Suche

 
Charta für Holz
 
 
Der Waldbeauftragte des BMEL Cajus Caesar; Bild: Thomas Imo/ photothek.net
Bundeslandwirtschaftsministerin Julia Klöckner mit dem Waldbeauftragten des BMEL, Cajus Julias Caesar.
Bild: Thomas Imo/photothek.net
 
Waldkulturerbe
 
Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
Diese Internetseite verwendet Cookies, um die Nutzererfahrung zu verbessern und den Benutzern bestimmte Dienste und Funktionen bereitzustellen. Details
Cookies erlauben