PflanzenFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben (FSP-Klebstoffe): Haftschmelzklebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe (BioPSA); Teilvorhaben 1: Herstellung und Testung der Klebstoffe - Akronym: BioPSA

Anschrift
Jowat SE
Ernst-Hilker-Str. 10-14
32758 Detmold
Kontakt
Dr. Hartmut Henneken
Tel: +49 5231 749-5300
E-Mail schreiben
FKZ
22026814
Anfang
01.02.2016
Ende
31.01.2018
Ergebnisdarstellung
Alle erhaltenen PLA-Muster wurden seitens der Jowat SE auf ihre Eignung als Rohstoff in einer Klebstoffformulierung untersucht. Eine Verträglichkeitsprüfung (Transparenzprüfung) aller erhaltenden PLA-Muster zeigte, dass diese Typen nur mit wenigen gängigen Rohstoffe der Klebstoffformulierung verträglich sind. Dabei zeigte sich das Labormuster PEU-Polyol-004 durch seine elastisch-kohäsiven Eigenschaften sehr vielversprechend. Der mit dem Muster PEU-Polyol-004 entwickelte Labelling-Klebstoff "Bio25" wies zunächst in Punkto Klebrigkeit, Elastizität und Wärmestand große Ähnlichkeit zum Referenzklebstoff auf. Aufgrund einer mangelnden Viskositätsstabilität bei thermischer Belastung wurde durch Additivierung versucht, die Formulierung zu stabilisieren. Demnach ist eine signifikante, jedoch noch nicht ausreichende Verbesserung der Viskositätsstabilität mit einem Phosphitstabilisator zu erzielen. Die Labelling-HM-Rezeptur "Bio45" verbindet mit dem Einsatz von zwei unterschiedlichen PLA-Typen elastifizierende und klebrigmachende Eigenschaften und verbessert die Rezeptur maßgeblich. Leider zeigte das zum Laborprodukt PEU-Polyol-004 entsprechende Scale-Up-Muster PEU-POL-2-SC aufgrund eines thermisch induzierten Polymerabbaus bei der Herstellung deutlich schlechtere Eigenschaften. Die erreichte Performance der Formulierung "Bio45" konnte somit mit dem Scale-Up-Muster nicht widergespiegelt werden. Weitere Versuche mit den Scale-Up-Mustern wurden dann unter Einsatz eines weiteren TPU als Backbone-Unterstützung durchgeführt und zeigten generell interessante klebtechnische Eigenschaften. Jedoch wurde auch hier eine mangelnde thermische Stabilität nachgewiesen und die Klebstoffe sind daher nicht industriereif. Beim Upscaling der Klebstoffformulierungen wurde besonders auf eine temperaturschonende Herstellung geachtet. Das Produkt JuwenoL HM12 zeigt jedoch bei Temperaturbelastung ebenfalls einen starken Abfall der Viskosität und damit eine unzureichende Stabilität.
Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen des beantragten Folgeprojektes sollen die entwickelten Grundformulierungen von Haftklebstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe aus dem beendeten Verbundvorhabens "Entwicklung eines auf Basis von Poly-L-Milchsäure hergestellten Haftklebstoffes" (FKZ: 22015408) weiterentwickelt und an die jeweiligen Anwendungsbereiche angepasst werden. Das im Vorprojekt entwickelte PLA-Rückgratpolymer mit den besten Eigenschaften (projektinterne Benennung: "PLAColl-1") soll dazu im Labormaßstab weiter modifiziert und optimiert werden und im Hinblick auf eine mögliche großtechnische Herstellung untersucht werden. Als Rückgratpolymer soll zunächst das PLAColl-1 verwendet werden. Da insbesondere der zu niedrige Wärmestand des neu entwickelten Rückgratpolymers zu verbessern ist, müssen neben den weiteren Formulierungsansätzen auch die Eigenschaften des Basispolymers noch weiterentwickelt und optimiert werden. Es soll eine Maßstabsübertragung des Herstellungsverfahrens (Scale-up) aus dem Labor in den industriellen Maßstab durchgeführt werden, um früh im Projekt großtechnische Beschichtungsversuche durchführen zu können. Gleichzeitig werden die Formulierungsversuche basierend auf den Erkenntnissen des Vorprojektes weitergeführt. Mittlerweile stehen neben den aus Zeitgründen noch nicht weiterverfolgten Möglichkeiten auch neue biobasierte Rohstoffe zur Verfügung, so dass es viele neue Ansatzpunkte für weitere Formulierungsversuche gibt. Zur effizienteren Eigenschaftsoptimierung sollen gezielt Design-of-experiments (DOE) Methoden im Bereich der Klebstoffformulierung eingesetzt werden. Auch der Themenkomplex der Bioabbaubarkeit konnte im abgeschlossenen Projekt noch nicht untersucht werden und soll im Rahmen dieses Vorhabens bearbeitet werden.
Stichworte
Kohlenhydrate/Mono, TRL 4/5, Zwischenprodukte/Klebstoffe

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe