Effiziente Einarbeitung von Protein in wasserbasierte hybride Nanopartikel auf Acrylbasis
Forschende fanden heraus, dass die Verwendung von Zein-Casein-Biopartikeln als Saatmaterial zu einer stabilen biphasischen Morphologie führt, bei der Proteine den Kern der Partikel bilden und von einer Acrylpolymerhülle umgeben sind.
Die Verwendung von Rohstoffen aus natürlichen Quellen als Ersatz für petrochemische Monomere ist in der Polymerwissenschaft von großem Interesse, um dem zunehmenden gesellschaftlichen Bewusstsein für Umweltverschmutzung und Umweltvorschriften gerecht zu werden. Natürliche Proteine erweisen sich als besonders vielversprechende Kandidaten für die Kombination mit synthetischen Polymeren, da sie die Aussicht auf eine Verbesserung der Nachhaltigkeit des Produkts bieten. Dennoch weisen proteinbasierte Hybridmaterialien immer noch einige Nachteile auf, wie z. B. eine hohe Wasseranfälligkeit aufgrund des Einbaus von hydrophilen Proteinen und der daraus resultierenden Morphologie von Hybridpartikeln.
Veranstaltungstipp: Biobasierte Rohstoffe
In den letzten Jahren ist verstärkt von Lackrohstoffen zu hören, die auf pflanzlichen Rohstoffen basieren und immer neue Anwendungsfelder erschließen. Es gibt inzwischen einen ersten Autolack, der biobasierte Rohstoffe enthält. Von fossilen auf biobasierte Rohstoffe umzusteigen, birgt aber einige Herausforderungen, die gemeistert werden wollen. So müssen erst einmal die richtigen Rohstoffe identifiziert werden – sei es Maisstärke, Palmöl oder bestenfalls sogar sekundäre Pflanzenabfälle -, die nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion stehen. Auch ist die Chemie der biobasierten Alternativen mitunter anders als bei klassischen fossilen Rohstoffen. Erhalten Sie in unserem FARBE UND LACK Seminar „Biobasierte Rohstoffe“ am 27. November 2024 in Essen Antworten auf die Fragen: Welche Rohstoffe können ganz oder teilweise mit biobasierten Alternativen ersetzt werden, ohne eine konkrete Marktübersicht zu geben? Wie kam man überhaupt auf welche Pflanzen? Wie werden die Rohstoffe hergestellt und heißt biobasiert auch umweltfreundlich?
In der Studie schlagen Forschende einen neuen Ansatz zur Synthese von zweiphasigen Hybridpartikeln mit einer kontrollierten Morphologie vor, die dazu neigen, die Synergie zwischen beiden Phasen zu optimieren. Hier bildet die Proteinphase den Kern der Hybridpartikel, der von einer Acrylpolymerphase umgeben ist. Um diese besondere Morphologie zu erreichen, wurde eine Strategie der Saat-Semibatch-Emulsionspolymerisation entwickelt, bei der vorgeformte Zein-Casein-Biopartikel (BPs) als Saat verwendet werden. Diese Arbeit umfasste eine umfassende Untersuchung der wichtigsten Variablen, die sowohl die Synthese von BPs als auch die anschließende Bildung von Hybrid-Latexpartikeln beeinflussen. Die Ergebnisse dieser Forschung tragen nicht nur zu einem tieferen Verständnis des Syntheseprozesses bei, sondern erweitern auch die potenziellen Anwendungen von Acryl-Protein-Hybridfilmen, insbesondere als Beschichtungen.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Band 188, März 2024, 108171