Modellregion, Bio4MatPro: BoostLab 1-3 - Bio4Clean, Funktionale Diole und Diamine als Baustein neuer nachhaltiger Funktionspolymere für die Anwendung in Wasch- und Reinigungsmittel; TP A

Abstract

Im Rahmen des Projekts Bio4MatPro: Boost-Lab1-3 – Bio4Clean stand die Entwicklung nachhaltiger Funktionspolymere im Mittelpunkt, die zur Leistungssteigerung von Wasch- und Reinigungsmitteln beitragen sollen. Polymere sind Makromoleküle, die aus sich wiederholenden Bausteinen (Monomeren) bestehen. Derzeit basieren diese Monomere überwiegend auf petrochemischen Rohstoffen, die weder ökologisch nachhaltig noch langfristig zukunftsfähig sind. Ziel von Bio4Clean war es, das Potenzial nachwachsender Rohstoffe und von Kunststoffrecyclingströmen als erneuerbare Alternativen für die Herstellung solcher Funktionspolymere zu erschließen. Dabei sollten ausschließlich regionale Rohstoffquellen, wie etwa Zuckerrüben oder Raps, eingesetzt werden, um zur Ressourcenwende und zum Aufbau einer biobasierten, wettbewerbsfähigen Chemieindustrie beizutragen. Besonderes Augenmerk lag auf Diole, Disäuren und Diamine als zentrale Polymerbausteine, da diese die Herstellung von biologisch abbaubaren, wasserlöslichen Polymeren ermöglichen. Für den Einsatz solcher Polymere als funktionelle Zusatzstoffe in Waschmitteln ist jedoch entscheidend, dass sie chemisch modifizierbar sind. Das Problem besteht darin, dass reaktive Funktionsgruppen häufig bereits während der Polymerisation reagieren und anschließend nicht mehr für die gewünschte Nachfunktionalisierung zur Verfügung stehen. Daher verfolgte das Projekt den Ansatz, Monomere mit stabilen, universell einsetzbaren Kupplungsgruppen (z. B. geschützte Amin-, Carboxyl- oder Hydroxylgruppen) zu entwickeln. Diese Gruppen bleiben während der Polymerherstellung unverändert und können anschließend gezielt zur Anbindung waschaktiver Funktionseinheiten genutzt werden. Dieser innovative Herstellungsansatz schafft die Grundlage für maßgeschneiderte Funktionspolymere, die gezielt auf unterschiedliche Anforderungen von Waschmitteln abgestimmt werden können, wie etwa zur Verbesserung des Fleckenentfernens, Farbschutz, Vermeidung von Vergrauung, Erhalt von Weichheit oder einem angenehmen Griff der Textilien. Das Projekt deckte die gesamte Wertschöpfungskette von der Gewinnung funktionaler Monomere aus nachwachsenden Rohstoffen über die Entwicklung funktionalisierbarer Polymer-Vorprodukte und deren gezielte Modifizierung bis hin zur anwendungsnahen Prüfung der resultierenden Polymere hinsichtlich ihrer Eignung für Waschmittel ab.