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Untersuchung der Grenzflächeneigenschaften von reinen und funktionalisierten Pflanzenproteinen als Basis zur Entwicklung neuer Kunststoffadditive

  • Projektbeginn: 02/2011
  • Förderprogramm: INNO-KOM-Ost
  • Laufzeit: 01.02.2011 – 31.03.2013

Ausgangslage:

Das Interesse an Grenzflächenmessungen und der Grenzflächenmesstechnik existiert bereits seit mehreren Jahrzehnten, wobei diese Messungen erst seit den letzten 10-20 Jahren konkretere Formen angenommen haben aufgrund der Weiterentwicklung der sensiblen Messgeräte. Der Schwerpunkt der bisherigen Untersuchungen von Proteinlösungen liegt dabei weniger auf der industriellen Nutzung des Proteins, sondern eher auf die Modellierung von adsorbierten Schichtstrukturen bzw. der Bestimmung von Adsorptionsisothermen. Bei den verwendeten Proteinen handelt es sich meistens um einfache, niedrig molekulare, tierische Proteine. Pflanzenproteine wurden dabei stark vernachlässigt.

Ziele:

Ziel des Projektes war es grundlegende Untersuchungen von pflanzlichen Proteinen (Raps- und Sojaproteine) im Hinblick auf ihre Grenzflächenaktivität mittels eines Rheometers (MCR 301, Anton Paar) und einer speziellen Grenzflächen-Messzelle (IRS) in Oszillation (bei konstanten Vorgabewerten) durchzuführen. Dabei sollte geprüft werden, ob eine Verbesserung der Grenzflächenaktivität durch die Variation von Prozessparametern bei der Messung und chemischen Modifizierungen der Proteine eintritt. Abschließend sollte das Einsatzpotential dieser Proteine als Kunststoffadditiv (speziell als Antibeschlagmittel) beurteilt werden.

Ergebnisse:

Alle Proteinfraktionen, -mischungen, -konzentrate und –isolate zeigten im verwendeten Messaufbau eine Grenzflächenaktivität. Mittels unterschiedlicher chemischer Modifizierungen konnte eine Verbesserung der Grenzflächenaktivität erzielt werden. Des Weiteren war die Grenzflächenaktivität der Proteine abhängig von unterschiedlichen äußeren Einflüssen während der Messung, wie Reinheit, Konzentration, Temperatur, pH-Wert, Modifizierung und Begleitstoffe. Durch die nachgewiesene Grenzflächenaktivität der Proteine wird es grundsätzlich möglich sein sie als Kunststoffadditive (speziell als internes migrierendes Antibeschlagmittel) einzusetzen, wobei die Migrationsgeschwindigkeit des Proteins innerhalb des Kunststoffs durch die äußeren Prozessfaktoren abhängig sein wird.

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