Die Situation
PVC ist ein günstiger, aber spröder Kunststoff, der die Grundlage für unzählige Produkte bildet, die eigentlich weich sein sollen, wie zum Beispiel Kunstleder für Schuhe oder Jacken, Polstermöbel, LKW-Planen oder elastische Bodenbeläge. Bislang werden zumeist erdölbasierte Phthalate verwendet, um die gewünschte Geschmeidigkeit zu erreichen. Abgesehen von der Endlichkeit des Rohstoffes Rohöl, stehen einige Phthalate auch als extrem gesundheitsschädigend in Verruf.
Das Projekt
Das DWI-Leibniz-Institut für Interaktive Materialien hat nun in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für heterogene Katalyse und Technische Chemie am Institut für Technische und Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen (ITMC) und dem FILK - Forschungsinstitut für Leder und Kunststoffbahnen nachhaltig produzierbare Alternativen zu Phthalaten erforscht, die auf der Grundlage von Furandicarbonsäure und ihren Derivaten hergestellt werden. Das Ziel im Projekt war es, verschiedene Furan-Weichmacher auf ihr Leistungs- und Anwendungspotenzial zu untersuchen und ihre Eignung als Ersatz für die bekannten Phthalate zu bewerten.
Das ITMC und das DWI haben 11 furan- und tetrahydrofuranbasierte Weichmacher für die Untersuchungen hergestellt. Das DWI hat die Substanzen hinsichtlich ihres Einflusses auf die thermischen und mechanischen Eigenschaften von PVC geprüft und ausgewählte Kandidaten wurden am FILK für die Herstellung von Weich-PVC-beschichteten Textilien und Kunststoffbahnen erprobt. Es konnten 2 Varianten als potenzieller Phthalatersatz in PVC-basierten Textilbeschichtungen identifiziert werden. Untersuchungen zur Herstellung von Schaumkunstleder und Bannermaterial haben dies bestätigt.
Der Nutzen für den Mittelstand
Die im Projekt durchgeführten Arbeiten reichen von chemischer Produktion über Materialcharakterisierungen bis zu Anwendungsuntersuchungen im kleintechnischen Maßstab. Insgesamt ergibt sich so eine breite Wissensbasis für verschiedene Industriezweige entlang der Wertschöpfungskette. So wurden neue Ansätze für spezifische Weich-PVC-Anwendungen aufgezeigt.
Die PVC-verarbeitende Industrie in Deutschland ist vorwiegend mittelständisch geprägt und mit ihren hochwertigen Produkten für andere Branchen wie das Bauwesen, den Fahrzeugbau oder die Landwirtschaft wichtig. Die nachhaltige Herstellung der dafür benötigten biobasierten Weichmacher mit einer Jahresproduktion in Höhe von knapp 20.000 Tonnen kann von kleinen und mittelständischen Chemikalienherstellern übernommen werden.
Ansprechpartner
Dr. Jens Köhler
koehler@dwi.rwth-aachen.de
+49 241 80 264 38
Fördergeber
Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) 20013 BG.