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30.11.2000

Im Rahmen der durchgeführten Forschungen wurden Lösungen für den Einsatz von Getreidemehl und Stärke aus Getreide in PUR-Schäumen gefunden. Zu Beginn der Arbeiten wurde das Getreidemehl zur Herstellung flüssiger Produkte direkt alkoxiliert. Diese Versuche waren nicht zufriedenstellend, da die Alkoxilierungsprodukte zum größten Teil hochviskos waren und gummiartige Eigenschaften aufwiesen und damit keine bzw. nur ungenügende Verschäumungen möglich waren. Eine Lösung dieses Problems wurde durch die Erarbeitung einer Technologie zur Hydrolyse von Getreidemehl mit Milchsäure und einer sich anschließenden Alkoxilierung gefunden. Bevorzugte Temperaturen lagen zwischen 134 und 150 °C. Es konnte ein Trockenmasseanteil von bis zu 40% Getreidemehl realisiert werden. Diese Hydrolysat-Polyole zeigten ein verbessertes Verhalten bezüglich Fließeigenschaften und Aushärtung der PUR-Schäume. Anfängliche Probleme mit Feststoffteilchen in den Polyolen, die zu Schwierigkeiten bei der Filtration führten, konnten behoben werden. In Prinzipversuchen wurde gezeigt, dass die Anwesenheit von Glycerin während der Hydrolyse den Partikelanteil (vermutlich aus Schalenteilen bzw. unvollständigem Umsatz und ungenügendem Rühren) im fertigen Hydrolysat stark reduziert. Ebenso partikelfrei waren Produkte aus dem Roggenstärkeabbau und proteinarmes Spezialmehl. Getestet wurde außerdem der Einsatz von enzymatisch erzeugten Stärkehydrolysaten (Glukosesirup), die ebenfalls nach entsprechender Alkoxilierung eine verbesserte Schaumaushärtung aufweisen. Nachteil von Produkten aus dem enzymatischen Abbau des Getreidemehls sind ein rascher mikrobiologischer Verderb. Damit sind diese ohne Einsatz von Konservierungsstoffen unbrauchbar. Durch die Einarbeitung von Getreidemehl oder Stärkeprodukten (Glukosesirup) in die PUR-Schäume konnte der Flammschutz dieser Produkte verbessert werden.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, unter Einsatz verschiedener Getreideprodukte, wie Vollkornschrot, verschiedene Mehlsorten und -frak-tionen, verschiedene Grieß- und Schalenfraktionen, Polyole für die Verwendung in Polyurethanhartschäumen bzw. -weichschäumen herzustelllen und zu modifizieren. Darüberhinaus soll auch der direkte Einsatz der Getreideprodukte in PUR-Schäumen untersucht werden. Der Einsatz von Getreide und Getreidemahlprodukten zur Herstellung und Derivatisierung von Polyurethanschäumen kann somit zur wertsteigernden Nutzung von Getreide im chemisch-technischen Bereich beitragen. Das Gesamtziel des Vorhabens besteht darin, den konventionellen Produktweg Getreide -- Stärke -- Stärkederivat -- Polyol -- Polyurethan durch die Produktwege Getreide -- Polyol -- Polyurethan bzw. Getreide -- Polyurethan zu ersetzen. Das Vorhaben umfaßt einerseits die Bearbeitung der generellen Einsetzbarkeit von Getreideprodukten in Polyurethanen, die Auswahl und Optimierung der Mahlverfahren, der Siebverfahren und der Vorbehandlungen der Ausgangsgetreidesorten und andererseits physikalische und chemische Modifizierungen und Optimierungen der aus den Getreideprodukten hergestellten Polyole und Polyurethanschäume. Dies beinhaltet u.a. die Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften und der physikomechanischen Eigenschaften der auf Getreidebasis entwickelten Polyurethanschäume und hierbei insbesondere die Verbesserung des Flammschutzes bei PUR-Weichschäumen und die Optimierung der Vernetzung und der Druckfestigkeit bei weiterhin gutem Fließ- und Steigverhalten von PUR-Hartschäumen.