Levulinic acid as a renewable source for novel polymers

Promotie: dhr. M. Chalid, 14.30 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Levulinic acid as a renewable source for novel polymers

Promotor(s): prof.dr. A.A. Broekhuis, prof.dr.ir. H.J. Heeres

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Nieuwe chemische route naar groene polymeren

Houtafval of landbouwgewassen zoals bijvoorbeeld mais, kunnen via chemische weg worden omgezet in biobrandstof. Maar de chemische tussenproducten kunnen in principe ook worden gebruikt als grondstof voor plastics en kunststoffen. Het probleem is dat ze daarvoor te weinig reactief zijn. Mochamad Chalid promoveert op een onderzoek naar een nieuwe route naar groene polymeren.

Ligno-cellulosische biomassa wordt gezien als een aantrekkelijke bron ter vervanging van petrochemische bulk chemicaliën. Levulinezuur (LA), dat te uitstekend uit ligno-cellulolische biomassa kan worden gemaakt, is een veelzijdige bouwsteen door de aanwezigheid van twee reactieve functionele groepen. Gamma-valerolactone (GVL) is een derivaat van LA en wordt beschouwd als een grondstof voor de synthese van groene polymeren. GVL is lastig te polymeriseren door zijn lage reactiviteit. Tot nu toe zijn slechts producten met laag molecuulgewicht gemaakt. Een aanpak om GVL om te zetten naar een reactievere monomeer zou een veelbelovende manier kunnen worden om van GVL polymeren te maken met goede thermische, mechanische eigenschappen en hoog-molecuulgewicht, bezitten. Het belangrijkste deel van het onderzoek is de ontwikkeling van een nieuwe route voor de productie van groen polymeer uit LA. Een twee-stap aanpak is al toegepast waarbij LA door hydrogenatie in nieuwe monomeren wordt omgezet en vervolgens gepolymeriseerd naar hoge molecuulgewicht producten, met name polyurethaan.

Het onderzoek toont aan dat de producten amorf zijn en stabiel tot een temperatuur van 250 ^oC. Ze hebben een glastransitietemperatuur van maximaal 128 ^oC. Polyurethaan dat gemaakt is van TDI, een op GVL/1,2-diaminoethaan gebaseerde precursor, heeft het hoogste molecuulgewicht van 147 kD en een hoge modulus elasticiteit van 2210 MPa.

Mochamad Chalid (Indonesië, 1971) studeerde Product Technology in Delft. Na afronding van het onderzoek is hij gaan werken bij de Universitas Indonesia als docent en onderzoeker polymeerchemie.