Клеи на основе полиуретана могут быть легко изготовлены и чрезвычайно универсальны. Около 60% массы таких клеев состоит из так называемых полиолов, группы органических соединений, которые обычно производятся нефтехимически.
«Поскольку полиолы составляют большую часть клея, они являются хорошим рычагом для повышения устойчивости продукта. Мы выбрали софоролипиды в качестве замены полиолов - особого типа биосурфактанта », - объясняет руководитель проекта проф. Доктор Ульрих Шёркен с факультета прикладных наук в ТД Кельн.
Starmerella bombicola служит основой
Чтобы получить софоролипиды, ученые кормили дрожжи штамма Starmerella bombicola сахаром и маслом. В результате эти софоролипиды выводятся в виде метаболитов. «Изменения продукта являются результатом адаптации питания бактерий. Например, лактонная форма софоролипидов, которая характеризуется замкнутой, кольцеобразной формой; или кислотная форма с открытой цепью. В наших экспериментах мы также синтезировали новый класс софоролипидов, которые в будущем могут служить эмульгаторами », - рассказывает Шёркен о биотехнологическом процессе.
В процессе кристаллизации без растворителя и окончательной сублимационной сушки лактонная форма софоролипидов может быть получена с чистотой почти 98%. Напротив, кислотная форма составляла 71%.
Поэтому исследовательская группа решила продолжить работу с лактонной формой. «Если софоролипид используется в целом, его можно использовать в качестве сшивающего полиола, например, для повышения механической прочности и химической стойкости адгезивов. Однако, поскольку они составляют очень небольшую часть клея, устойчивость практически не увеличивается », - говорит профессор Марк Лейменстолл с факультета прикладных наук в TH Кельн.
60% клея из устойчивых источников
Поэтому команда сосредоточилась на остатке жирной кислоты, прикрепленной к каждой молекуле софоролипида. Для этого команда отделила так называемую гидрокси-жирную кислоту и использовала ее для получения сложного полиэфирполиола на биологической основе. Это сопоставимо с нефтехимическими полиэфирполиолами и может заменить их. «Это позволило бы получить 60 процентов клея из устойчивых источников», - говорит Лайменстолл.
Однако свойства клея могут измениться из-за новых полиолов. Например, он будет значительно более водоотталкивающим, что может быть преимуществом при склеивании маслянистых поверхностей. В дополнение к адгезивам пены или лаки также могут быть областями применения новых полиолов.
Промышленное производство еще далеко
«Но до промышленного производства еще далеко, - подчеркивает Лейменстолл. Необходимы дальнейшие интенсивные исследования, особенно в процессах очистки и химического производства. «Наш проект показал потенциал софоролипидов для более устойчивого производства в клеевой промышленности», - продолжает Лайменстолл.
Исследовательский проект PureGlue в течение трех лет финансировался программой «Возобновляемые ресурсы» Федерального министерства продовольствия и сельского хозяйства. В его рамках также были созданы две совместные докторские степени.