Hochleistungs-Epoxide auf biologischer Basis
Wissenschaftler beschreiben die Synthese und Eigenschaften von biobasierten Epoxiden aus Ferulasäure und Furfurylalkohol.
Das Ligninderivat Ferulasäure wurde direkt zu Diepoxy funktionalisiert, das mit aus Furfurylalkohol abgeleitetem Monoepoxy vernetzt werden konnte, um biobasierte Hochleistungsduroplaste zu erhalten. Die Entwicklung von hochleistungsfähigem biobasiertem Epoxid als nachhaltige Alternative zu Bisphenol-A-Epoxid aus fossilen Quellen ist von großer Bedeutung.
Bessere Eigenschaften als Bisphenol-A-Epoxid
In der vorliegenden Arbeit wurde Ferulasäure-basiertes Diepoxy (FAE) auf einfache Weise durch eine direkte Reaktion mit Epichlorhydrin synthetisiert. Nach der Vernetzung sind seine thermischen und mechanischen Eigenschaften mit denen von Bisphenol-A-Epoxid vergleichbar oder sogar besser als diese, so die Forscher. Die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung im Gerüst des FAE wurde auch ausgenutzt, um seine Eigenschaften über die Diels-Alder-Reaktion mit einem synthetisierten Glycidylether von Furfurylalkohol (GEFA) weiter zu verbessern. Die chemischen Strukturen von FAE und GEFA, die Aushärtekinetik und die Diels-Alder-Reaktion wurden im Detail charakterisiert. Die Glasübergangstemperatur von FAE-GEFA-Systemen erreichte ∼250 °C.
Die Arbeit bietet einen einfachen Weg, um Hochleistungsduroplaste aus Ferulasäure zu erhalten, und bietet zudem eine vielversprechende nachhaltige Alternative zu Bisphenol-A-Epoxid.
Die Studie wurde in Green Chemistry, Issue 4, 2021 veröffentlicht.
Weitere Informationen
Einen kompakten Einstieg in das Thema biobasierte Beschichtungen gibt es am 19. Mai beim EC Shortcourse Bio-based coatings – challanges and opportunities.