Polymeren: Linolzuur uit plantaardige oliën als vervanging van aardolie

We weten het allemaal: Onze grondstoffen, zoals olie, zijn beperkt. Reden genoeg om na te denken over alternatieven voor een breed scala aan toepassingen. Zo wordt de jaarlijkse productie van ongeveer 400 miljoen ton polymeren bijvoorbeeld nog steeds grotendeels gewonnen uit aardolie. Dit zou binnenkort kunnen veranderen voor deze markt, die als een van de belangrijkste in de chemische industrie wordt beschouwd. Onderzoekers van de Faculteit Toegepaste Wetenschappen van de Technische Universiteit van Keulen hebben een proces ontwikkeld voor het gebruik van linolzuur – dat door middel van hydrolyse en destillatie uit plantaardige oliën kan worden verkregen – als een nieuwe bron van biobased polymeer intermediates (tussenproducten). In de toekomst zal het dus mogelijk zijn om bij de productie van polymeren af te zien van het zwarte goud, omdat het kan worden vervangen door inheemse plantaardige oliën, zoals zonnebloem- of saffloerolie.

“Onze focus ligt op de ontwikkeling van duurzame en milieuvriendelijke syntheses die voldoen aan de twaalf principes van de groene chemie.”

…, legt projectleider Prof. Dr. Ulrich Schörken van de Faculteit Toegepaste Natuurwetenschappen van de TH Keulen uit. “In plaats van aardolie willen we inheemse plantaardige oliën gebruiken, zoals saffloerolie, die ongeveer 70 procent linolzuur bevat. We willen de vetzuren zodanig aanpassen dat we nieuwe bifunctionele polymeer intermediates krijgen.” Hij voegt hieraan toe: “Deze tussenproducten kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt voor de productie van hoogwaardige polyamiden en polyesters. Bovendien ontstaan door het syntheseproces geur- en smaakstoffen die gebruikt kunnen worden voor parfums en aroma’s.”

Grote belangstelling van de industrie en de consument

Het doel is de ontwikkeling van een gecombineerd biotechnologisch-chemokatalytisch proces dat een nieuwe toegang zal bieden tot industrieel belangrijke tussenproducten (intermediates). Daartoe werken een promovendus en twee promovendi samen aan de Faculteit Toegepaste Wetenschappen in Leverkusen. Anna Coenen en Valentin Gala Marti onderzoeken nieuwe biotechnologische syntheseroutes in de onderzoeksgroep van Prof. Dr. Schörken. Met andere woorden, ze onderzoeken de chemische en/of biotechnologische modificatie van linolzuur voor gebruik als polymeer intermediate. Het projectteam wordt aangevuld door Jan Drönner, die deel uitmaakt van de groep van Prof. Dr. Matthias Eisenacher en werkt aan de ontwikkeling van chemokatalytische syntheses.

“Er is veel belangstelling in de industrie en bij consumenten voor producten op basis van hernieuwbare grondstoffen. Het is dus heel goed mogelijk dat biobased intermediates die vergelijkbaar zijn met petrochemische producten of er qua functionele eigenschappen op lijken in de nabije toekomst in de chemische industrie worden toegepast,” aldus Prof. Dr. Matthias Eisenacher van de Faculteit Toegepaste Natuurwetenschappen.

In deze eerste projectfase kunnen de onderzoekers nog niet inschatten wanneer het eerste linolzuurproduct op de markt komt. Ze twijfelen er echter niet aan, omdat er al verschillende andere polymeren op basis van hernieuwbare grondstoffen zijn, waaronder producten op basis van vetzuren.

Onderzoek naar groene chemie in Keulen

Dr. Oliver Thum, hoofd van het onderzoek “Functional Solutions” bij Evonik Performance Materials GmbH, en Dr. Henrike Brundiek, hoofd onderzoek bij Enzymicals AG, dragen hun expertise bij aan het project als leden van een industriële adviesraad. Evonik is een van ‘s werelds grootste producenten van polyamide-intermediates en biobased polyamiden. Enzymicals biedt erkende expertise in de toepassing van enzymatische processen voor de synthese van complexe chemicaliën op industriële schaal.

Het interdisciplinair onderzoeksproject is bedoeld om de expertise van de TH Keulen op het gebied van biotechnologie en groene chemie verder te vergroten. Tegelijkertijd willen de wetenschappers met hun ontwikkeling onder de naam “Linopol” een bijdrage leveren aan milieuvriendelijkere processen in de chemische industrie. Al met al zal aan de Faculteit Toegepaste Natuurwetenschappen van de Technische Universiteit van Keulen in Leverkusen een langdurig interdisciplinair onderzoek op het gebied van duurzame processen worden opgezet. Het “Linopol”-project wordt met 530.000 euro gefinancierd door het federale ministerie van Onderwijs en Onderzoek (BMBF).