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Biologisch abbaubare Polyester‐Copolymere aus petrochemischen und nachwachsenden Rohstoffen

1997; Wiley; Volume: 99; Issue: 2 Linguagem: Alemão

10.1002/lipi.19970990203

1521-4133

Robert Müller, Uwe Witt, W.‐D. Deckwer,

Catalysis for Biomass Conversion

Abstract Synthetisch erzeugte, biologisch abbaubare aliphatische Polyester weisen häufig Defizite hinsichtlich ihrer Anwendungseigenschaften auf (z.B. niedriger Schmelzpunkt von Polycaprolacton: 60°C). Diese können beispielsweise durch den Einbau einer aromatischen Komponente wesentlich verbessert werden. Es konnte gezeigt werden, daß bei statistischen aliphatisch/aromatischen Copolyestern aus Komponenten, wie 1,2‐Ethandiol, 1,3‐Propandiol, 1,4‐Butandiol, Adipinsäure, Sebacinsäure und einem Anteil von 35–55 Mol‐% (bezogen auf Säureanteil) Terephthalsäure, technisch interessante Materialien mit T m ‐Werten von bis zu 145°C erreicht wurden, wobei die Polymere noch biologisch abbaubar sind. Nach drei Monaten konnten in Erdeingrabetests bei Copolyesterfilmen mit über 40 Mol‐% Terephthalsäure und bei Kompostsimulationstests (60°C) mit über 50 Mol‐% Terephthalsäure signifikante Gewichtsverluste (60% bzw. 35%) gemessen werden. Abbauuntersuchungen an aromatischen Modelloligoestern aus Terephthalsäure und 1,2‐Ethandiol, 1,3‐Propandiol bzw. 1,4‐Butandiol zeigen, daß bei allen Substanzen die aromatischen Oligomere, wie sie im Verlauf eines primären Copolyesterabbaus entstehen können. bei Polymerisationsgraden von 1 oder 2 schnell biologisch mineralisiert werden. Längere aromatische Sequenzen sind nur schlecht einem enzymatischen Abbau zugänglich, werden aber bei erhöhten Temperaturen (Kompostmilieu, 60°C) unter Umständen durch chemische Hydrolyse gespalten. Unter Verwendung von speziell isolierten thermophilen (55°C) Mikrobenpopulationen konnte auf Agarplatten (100μm Filme, 11 Wochen) nach einem biologischen Abbau von Copolyestern die oben erwähnten Beobachtungen durch die chromatographische Analyse der Abbaurückstände bestätigt werden. Einzelne Monomerkomponenten solch chemisch synthetisierter Copolyester lassen sich aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen. 1,3‐Propandiol ist fermentativ aus Glycerin darstellbar, verschiedene aliphatische Dicarbonsäuren lassen sich aus natürlichen Ölen ableiten. Auf diesem Weg werden technisch hochwertige, biologisch abbaubare Copolyester mit definierter, chemisch kontrollierter Struktur (partieller) Teil natürlicher Kreisläufe.