Pflanzenmaterial ersetzt synthetische Textilfasern
Chemiefasern wie Polyester, Acryl und Elasthan machen rund 75% des Gesamtfasermarkts in Europa aus. Da diese synthetischen Fasern meist aus nicht erneuerbaren Petrochemikalien bestehen, besteht ein zunehmender Bedarf an chemischen Stoffen auf biologischer Basis wie Furfural (FF) und Hydroxymethylfurfural (HMF) aus erneuerbaren, natürlichen und nicht für den menschlichen Verzehr geeigneten pflanzlichen Rohstoffen. Das EU-finanzierte Projekt ECOLASTANE (A novel technology for producing bio-based synthetic textile fibres from biomass-derived furanic monomers) hat Polyester- und Elasthan-Textilien auf biologischer Basis entwickelt, indem man pflanzliche Biomasse in die chemischen Bausteine dieser Fasern umwandelte. Den ECOLASTANE-Forschern gelang ein Ersatz des gegenwärtigen Verfahrens der FF-Herstellung aus Lignozellulose, das eine geringe Ausbeute aufweist und viel Energie verbraucht. Mit einer schnellen FF-Extraktion verhindert man den FF-Verlust durch Fragmentierungsreaktionen, und eine wenig energieintensive Gas-Flüssigkeits-Absorption reduziert die Reinigungskosten. Die neue Technologie erzeugt FF-Pentosen unter Einsatz dieser optimierten Prozessversion. Bei dem neuen HMF-Herstellungsverfahren aus Lignozellulose verwendet man Hemizellulose als biologische Basis, wobei die Biomasseproduktion von 4,8 % auf 31 % gesteigert wird. Zu diesem Zweck optimierten die Forscher das Verfahren unter Anwendung der Zellulosehydrolyse, einem neuartigen Katalysator und einer Zwischenisomerisierung zwischen Glukose und Fruktose. Außerdem wurde ein vierstufiges Extraktionsverfahren entwickelt, das den Einsatz von chlorierten Lösemitteln minimiert. Mit Hilfe der Nachrüstung des Herstellungsverfahrens für Bio-Tetrahydrofuran (THF) konnte das Team ein Bio-THF erzielen, das mit der petrochemischen Version chemisch identisch ist. Über ein intermediäres Diol auf biologischer Basis erhielt das Team 70 % Elastanfasern, deren Chemismus und Funktionseigenschaften wie bei den petrochemischen Alternativen ausfielen. ECOLASTANE entwickelte überdies neuartige optimierte Methoden zur Produktion polyesterartiger synthetischer Textilfasern. Diese Fasern weisen gute Eigenschaften auf und wurden zur Herstellung von Textilproben verwendet. Die ECOLASTANE-Technologie wird nicht nur eine umweltfreundliche Alternative zur Verwendung von Petrochemikalien sein, sondern auch von steigenden Rohölpreisen unabhängig und damit kostengünstiger sein. Die europäischen Produzenten werden somit in der Lage sein, der Konkurrenz ausländischer Textilimporte mit Hilfe von ökologisch soliden Technologien zur Herstellung von Biotextilien standzuhalten. Die Konsortiumspartner in der Textilindustrie haben die neuen Fasern validiert und erprobt. Ein Endverbraucher hat ein gewebtes Textil-Endmaterial hergestellt.
Schlüsselbegriffe
Textil, Gewebe, Elastan, biobasierte synthetische Fasern, Furfural, ECOLASTANE, pflanzliche Biomasse
