Unab­hän­gig­keit von fos­si­len Rohstoffen

Die Unab­hän­gig­keit von fos­si­len Roh­stof­fen wird wohl nicht durch die eine gro­ße Ent­de­ckung gesche­hen, son­dern sich schritt­wei­se voll­zie­hen. For­schen­den des Fraun­ho­fer-Insti­tuts für Fer­ti­gungs­tech­nik und Ange­wand­te Mate­ri­al­for­schung (Fraun­ho­fer IFAM) in Bre­men ist es gelun­gen, einen wei­te­ren Schritt in die­se Rich­tung zuge­hen. Auf Basis von Lignin, das zum Bei­spiel aus Pflan­zen­res­ten gewon­nen wer­den kann, stel­len die Wis­sen­schaft­ler eine Grun­die­rung für Lacke her, die ohne petro­che­mi­sche Roh­stof­fe aus­kommt und dadurch eine deut­lich ver­bes­ser­te CO₂-Bilanz auf­weist.
Fos­si­le Roh­stof­fe sind begrenzt. Den­noch ist die Pro­duk­ti­on zahl­rei­cher Pro­duk­te abhän­gig von die­sen end­li­chen – oft umwelt­schäd­li­chen – Res­sour­cen. Ent­spre­chend groß ist der Wunsch nach Roh­stof­fen, die nicht nur die petro­che­mi­schen Sub­stan­zen gleich­wer­tig erset­zen, son­dern auch eine bes­se­re Umwelt­ver­träg­lich­keit und CO₂-Bilanz auf­wei­sen. Beson­ders inter­es­sant sind dabei Roh­stof­fe, die nicht in Kon­kur­renz zur Her­stel­lung von Nah­rungs­mit­teln oder Bio­brenn­stof­fen ste­hen und gleich­zei­tig in gro­ßen Men­gen vor­han­den sind. Wie bei­spiels­wei­se Lignin, dem neben der Zel­lu­lo­se am häu­figs­ten vor­kom­men­den Natur­stoff. Lignin ist unter ande­rem ein Neben­pro­dukt bei der Papier­her­stel­lung. Aber auch in Bio­raf­fi­ne­rien fal­len gro­ße Men­ge davon als Abfall­pro­dukt bei der Her­stel­lung von Bio­etha­nol an. Für die Fraun­ho­fer-Wis­sen­schaft­ler lag daher der Gedan­ke nahe, durch die Ver­ar­bei­tung von Lignin, das nahe­zu unbe­grenzt zur Ver­fü­gung steht, nach­wächst und umwelt­freund­lich ist, eine Alter­na­ti­ve zu petro­che­mi­schen Stof­fen zu schaffen.

Bio-Bin­de­mit­tel für Primer-Formulierung

Bei der Ent­wick­lung von Alter­na­ti­ven zu petro­che­mi­schen Sub­stan­zen rück­te Lignin schon häu­fig in den Fokus von Wis­sen­schaft­lern. Auf­grund sei­ner her­aus­for­dern­den Eigen­schaf­ten konn­te sich der Holz­stoff bis­her aller­dings nicht durch­set­zen. So ist die genaue che­mi­sche Zusam­men­set­zung der Lignin-Mas­se zum Bei­spiel davon abhän­gig, ob sie aus der Papier­pro­duk­ti­on stammt und mit ande­ren Stof­fen ver­setzt ist oder, ob sie bei der Her­stel­lung von Bio­kraft­stoff ange­fal­len ist. Dem­entspre­chend kom­plex ist die Pro­duk­ti­on eines stets gleich reagie­ren­den Stof­fes. “Die meis­ten bis­he­ri­gen Ansät­ze basier­ten dar­auf, aus dem Lignin mono­me­re Aus­gangs­stof­fe her­zu­stel­len, die stets die­sel­ben Eigen­schaf­ten auf­wei­sen. Auf­grund der unter­schied­li­chen Zusam­men­set­zung der Aus­gangs­mas­se ist dies recht kom­plex”, erklärt Yvonne Wil­ke am Fraun­ho­fer IFAM. “Wir haben einen ande­ren Ansatz gewählt und das Gan­ze stan­dar­di­siert und modi­fi­ziert. So erhal­ten wir einen Grund­stoff, von dem wir sagen kön­nen, dass er sich inner­halb bestimm­ter Gren­zen immer gleich ver­hält.” Die Exper­ten des Fraun­ho­fer IFAM trans­for­mier­ten das Stan­dar­di­sier­te-Gemen­ge wei­ter und konn­ten es so als Roh­stoff für Bin­de­mit­tel für Pri­mer-For­mu­lie­run­gen ein­set­zen. Das Resul­tat ist ein Pri­mer, der Schlüs­sel­ei­gen­schaf­ten wie Kor­ro­si­ons­schutz, Haf­tung oder Appli­zier­bar­keit auf­weist, die mit Grun­die­run­gen, die auf petro­che­mi­schen Roh­stof­fen basie­ren, ver­gleich­bar sind.

Grun­die­rung aus Pflanzenresten

Gera­de in Zei­ten, in denen der Ruf – sowohl bei Her­stel­lern als auch bei End­kun­den – nach nach­hal­ti­gen Pro­duk­ten immer lau­ter wird, sind sol­che bio­ba­sier­ten Lösun­gen beson­ders inter­es­sant. Bei­spiels­wei­se in der Auto­mo­bil-Indus­trie ist die CO₂-Bilanz ein wich­ti­ges Ver­kaufs­ar­gu­ment. Durch den Ein­satz von bio­ba­sier­ten Pri­mern und Lacken kann die­se deut­lich ver­bes­sert wer­den. Und da die Grun­die­rung auf Lignin­ba­sis des Fraun­ho­fer IFAM mit her­kömm­li­chen Pri­mern ver­gleich­ba­re Eigen­schaf­ten auf­weist, müss­ten auch hin­sicht­lich der Qua­li­tät kei­ne Abstri­che hin­ge­nom­men werden.
“Die Unab­hän­gig­keit von fos­si­len Roh­stof­fen ist ein gro­ßes Ziel. Vor allem, wenn man die Viel­zahl von Pro­duk­ten bedenkt, die noch auf fos­si­len Roh­stof­fen basie­ren”, sagt Wil­ke. “Mit unse­rem Pro­jekt konn­ten wir ein paar Schrit­te vor­an­kom­men und zei­gen, dass Lignin bei der Her­stel­lung von Grun­die­run­gen oder Kleb­stof­fen eine ech­te Alter­na­ti­ve ist und uns der Unab­hän­gig­keit von petro­che­mi­schen Stof­fen näher bringt.”
Titel­bild: Lignin ist eine ech­te Alter­na­ti­ve zu fos­si­len Roh­stof­fen bei der Her­stel­lung von Grun­die­run­gen oder Kleb­stof­fen. (Quel­le: Fraun­ho­fer IFAM)