Im Rahmen der Politikstrategie Bioökonomie, der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung und der Nationalen Forschungsstrategie Bioökonomie 2030 soll der Weg zu einer biobasierten Wirtschaft beschritten werden. Im Rahmen des Projektes soll dazu ein in relevanten Mengen anfallendes terpenoides Nebenprodukt der Holzverwertung mittels einer Synthesesequenz zu einem neuem bicyclischem Monomer für Polyamide umgesetzt werden. Hierzu ist ein technisch relevantes Verfahren auszuarbeiten. Das neue Monomer soll anschließend zu Homo- und Copolyamiden polymerisiert und mit polymerphysikalischen Methoden beschrieben werden. Die Darstellung von Polymercompounds und deren Charakterisierung soll erste Eigenschaften der neuen Werkstoffklasse und dessen möglichen technologischen Anwendungsfeldern liefern. Erstes Ziel der geplanten Arbeiten des Fraunhofer IGB ist die Optimierung der in Vorarbeiten entwickelte Synthese eines Lactams auf Basis von 3-Caren. Hierbei soll speziell auf die Skalierbarkeit des Herstellverfahrens und die Kosten geachtet werden. Weiter soll eine Reinigungsmethode entwickelt werden, die es erlaubt das Zielprodukt in einer für die nachfolgende Polymerisation ausreichenden Reinheit herzustellen. Die verbesserte Synthese soll dann in einen größeren Laborreaktor übertragen werden um Daten für den anschließenden weiteren Scale-Up in die Pilotproduktion beim Projektpartner Fraunhofer UMSICHT vorzubereiten. Die Scale-Up Experimente sollen die Herstellung ausreichender Mengen des auf 3-Caren basierenden Lactams ermöglichen um die assoziierten Industriepartner mit Mustermengen zu beliefern. Die Möglichkeit das erhaltene Lactam anionisch zu polymerisieren wurde bereits in Vorarbeiten gezeigt. Diese anionische Polymerisation soll im Rahmen des Projekts optimiert werden. Mit den erhaltenen Produkten sollen erste Polymereigenschaften untersucht und getestet werden, wie die Ergebnisse auf die kommerziell wichtigere hydrolytische Polymerisation übertragen werden können.
Im Rahmen der Politikstrategie Bioökonomie, der Nachhaltigkeitsstrategie der Bundesregierung und der Nationalen Forschungsstrategie Bioökonomie 2030 soll der Weg zu einer biobasierten Wirtschaft beschritten werden. Im Rahmen des Projektes soll dazu ein in relevanten Mengen anfallendes terpenoides Nebenprodukt der Holzverwertung mittels einer Synthesesequenz zu einem neuem bicyclischem Monomer für Polyamide umgesetzt werden. Hierzu ist ein technisch relevantes Verfahren auszuarbeiten. Das neue Monomer soll anschließend zu Homo- und Copolyamiden polymerisiert und mit polymerphysikalischen Methoden beschrieben werden. Die Darstellung von Polymercompounds und deren Charakterisierung soll erste Eigenschaften der neuen Werkstoffklasse und dessen möglichen technologischen Anwendungsfeldern liefern. Im Teilvorhaben 2 'Up-Scaling, Homo- und Copolymerisate sowie Polyamidcompounds' werden die optimierten Laborsynthesen des neuen Monomeren des Teilvorhaben 1 auf einen 20 L-Reaktor hochskaliert. Mit den erzeugten Monomeren werden mittels der technisch relevanten hydrolytischen Polymerisation Poly- und Copolyamide hergestellt und relevante polymer-physikochemische Parameter ermittelt. Ein Augenmerk liegt hierbei auf der Abhängigkeit der Eigenschaften von der Zusammensetzung der Copolyamide. Da Polyamide in der technischen Praxis oftmals mit mineralischen Füllstoffen oder Glasfasern compoundiert sind, sollen von den hergestellten Homo- und Copolyamiden exemplarisch gefüllte Compounds im Kleinmaßstab (Messkneter) hergestellt und erste Materialkennwerte gewonnen werden. Abschließend wird die Synthese ausgewählter Homo-und Copolyamide mittels der hydrolytischen oder anionischen Polymerisation bis in den Kilogrammmaßstab kochskaliert. Die erzeugten Poly- und Copolyamide werden mit weiteren Bestandteilen zu Werkstoffen compoundiert und erste Werkstoffkennwerte ermittelt. Aus den gewonnenen Daten werden erste technologische Anwendungsfelder der neuen Werkstoffklasse abgeleitet.
Ziel des Teilprojektes ist die Synthese und Charakterisierung von Kautschuken (Elastomeren), welche sich für die Verarbeitung zu Kautschuk-Protein-Hybridmaterialien eignen. Es sollen verschiedene Elastomere (insbesondere Butadienkautschuk und Styrol-Butadienkautschuk) so modifiziert werden, das sie mit Proteinderivaten kovalent oder über sekundäre Wechselwirkungen (Wasserstoffbrücken oder ionische Bindungen) verknüpft werden können. Dieses Ziel soll auf zwei verschiedenen Wegen erreicht werden a) Über eine polymeranaloge Funktionierung sollen Ankergruppen in das Elastomer eingebaut werden, an welche das Proteinderivat angebunden werden kann. b) Während der Synthese der Elastomere durch Copolymerisation mit entsprechenden funktionellen Monomeren sollen Ankergruppen für die anschließende Anbindung des Proteinderivats erzeugt werden. Die Anbindung des Proteins an das Elastomer soll mit verschiedenen Methoden untersucht werden (Elektronenmikroskopie, Rheologie).