Dokument: Entwicklung von wasserlöslichen, funktionalen und bioabbaubaren Polymeren und ihre Anwendung

Titel:	Entwicklung von wasserlöslichen, funktionalen und bioabbaubaren Polymeren und ihre Anwendung
Weiterer Titel:	Development of water soluble, functional, and biodegradable Polymers and their application
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=72640
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20260325-171436-5
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Orgis, Benjamin [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 26,84 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 19.03.2026 / geändert 19.03.2026
Beitragende:	Prof. Dr. Hartmann, Laura [Gutachter] PD Dr. Schaper, Klaus [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibung:	Konsumgüter wie Wasch- und Reinigungsmittel haben durch ihre weltweit hohen Einsatzmengen direkte Einflüsse auf die Umwelt. Bei der Entsorgung ist ein wichtiger Aspekt eine letztlich mögliche Akkumulation von nicht biologisch abbaubaren Inhaltsstoffen, wie einige aktuell in Waschmitteln verwendete Polymere, und damit eine negative Einflussnahme auf die Natur. Mit potenziell großem nachhaltigem Hebel wurde daher in dieser Arbeit als Grundstein an einer Entwicklung von neuen polymeren Inhaltsstoffen gearbeitet, einerseits im Hinblick auf eine biologische Abbaubarkeit und andererseits auf möglichst konstanter oder verbesserter Leistung für die Anwendung speziell in Wasch- und Reinigungsmitteln. Chemisch wurden Polyester, welche durch ihre hydrolysierbaren Ester-Gruppen eine Bioabbaubarkeit erwarten lassen, als Ersatz für aktuell verwendete Polyacrylate anvisiert. So wurde ein entsprechendes Lacton-Monomer mit geschützter Amin-Funktionalität über eine Ringöffnung in verschiedenen Kettenlängen polymerisiert und entschützt. Dieser Polyester mit freiem Amin bildeten den Ausgangspunkt als zentrales Plattform-Polymer, um über Postfunktionalisierungen eine passende chemische Funktion zu integrieren und schließlich eine Wasserlöslichkeit und Waschaktivität zu gewährleisten. Für die Anwendung als sogenannter Co-Builder in Waschmitteln wurden synthetisch über cyclische Anhydride Carboxylat-Funktionalitäten an den Polyestern umgesetzt. Auf diese Anwendung als Co-Builder wurde sich vorwiegend fokussiert, sodass die Eigenschaften der Polymere für diesen Einsatz betrachtet wurden. Co-Builder haben den Zweck als Dispergierungsmittel hauptsächlich Partikel von ausgefällten Calcium- und Magnesium-Verbindungen während des Waschvorgangs an weiterem Wachstum zu hindern. So wird eine volle Waschkraft sichergestellt und Ablagerungen bis hin zu Beschädigungen an Bauteilen oder Textilien minimiert. Zur Evaluierung wurde eine Reihe an Titrationen bei unterschiedlichen Bedingungen durchgeführt, bei denen die Dispergierung der gefällten Partikel photometrisch über die einsetzende Trübung analysiert wurde. Die Ergebnisse zeigten insgesamt positiv die Leistung der Polymere als Co-Builder auf und konnten bei erhöhten Konzentrationen verglichen mit einem Referenzstandard vergleichbare Ergebnisse liefern und eine Trübung abschwächen. Die Bioabbaubarkeit der synthetisierten Polyester wurde beginnend mit ihrer Hydrolysestabilität untersucht und sie wurden insbesondere bei erhöhten Temperaturen vermehrt hydrolytisch aufgespalten. Des Weiteren wurden Tests der Bioabbaubarkeit nach OECD- bzw. ISO-Standardverfahren zur sogenannten „leichten biologischen Abbaubarkeit“ evaluiert. Eine allgemeine biologische Abbaubarkeit der Polyester war zu beobachten, welche zusätzlich in einem Fall den Test der „leichten biologischen Abbaubarkeit“ bestand. Damit konnte insgesamt die Entwicklung an diesen funktionellen polymeren Inhaltsstoffen vorangebracht werden und kann so in Zukunft ihr Einsatz forschend fortgeführt oder synthetisch und anwendungstechnisch erweitert werden.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Dokument erstellt am:	25.03.2026
Dateien geändert am:	25.03.2026
Promotionsantrag am:	17.01.2025
Datum der Promotion:	29.10.2025