Synthese und Charakterisierung von Polyurethanschäumen und –beschichtungen ausgehend von Lignin und Ligninderivaten

Ziel dieser Arbeit ist die Verwendung von Lignin in Polyurethanschäumen und –beschichtungen. Hierbei soll das Lignin als nachwachsender Rohstoff das benötigte Polyol, welches meist aus fossilen Rohstoffen gewonnen wird, teilweise oder vollständig ersetzen. Das verwendete Kraft Lignin wird zum einen in seiner natürlichen Form eingesetzt, aber auch nach verschiedenen Modifikationen. So wird das Lignin zum einen mit verschiedenen Diisocyanaten umgesetzt und so ein Präpolymer mit Isocyanatfunktionalität gewonnen. Außerdem wird das Lignin mittels Mannich- Reaktion modifiziert und damit mit Amingruppen versehen. Zum Schluss wird die Anzahl der Hydroxygruppen durch die Hydroxymethylierung nachträglich erhöht. Das reine Lignin und die unterschiedlich modifizierten Lignine werden anschließend in 2-Komponten Systeme eingearbeitet und ersetzen Teile des Polyols. Bei den PU-Schäumen wird vor allem die Reaktivität anhand der Start- und Steigzeiten gemessen, aber auch anhand der Dichte und der chemischen Stabilität, welche mittels Extraktion bestimmt wird. Auch die mechanischen und thermischen Eigenschaften werden untersucht. Die Beschichtungen werden vor als balk- Material betrachtet. Hier wird die freistehenden Filme vor allem auf ihre mechanische Beständigkeit untersucht.

The aim of this work is the use of lignin in polyurethane foams and coatings. The lignin as a renewable raw material should replace the required polyol, which is mostly extracted from fossil raw materials, partially or completely. The used Kraft Lignin is used on the one hand in its natural form, but also after various modifications. The lignin is reacted with various diisocyanates to produce a prepolymer with isocyanate functionality. In addition, the lignin is modified by means of a Mannich reaction and thus provided with amine groups. Finally, the number of hydroxy groups is subsequently increased by the hydroxymethylation. The pure lignin and the differently modified lignins are then incorporated into 2-component systems and replace parts of the polyol. In the case of PU foams, the reactivity is mainly measured on the basis of start and rise times, but also on the basis of density and chemical stability, which is determined by extraction. The mechanical and thermal properties are also investigated. The coatings are considered as beam material. Here, the free-standing films are mainly examined for their mechanical resistance.