Polysaccharidchemie

Die Entwicklung von Produkten aus natürlichen Rohstoffen wie Holz, Baumwolle, Einjahrespflanzen oder auch Krabbenschalen, stellt den Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten der Abteilung Lignocellulose dar. Durch chemische, physikalische oder enzymatische Modifizierung von Polysacchariden − insbesondere von Cellulose und Stärke, aber auch Hemicellulose, Inulin, Hyaluronsäure, Chitin und Chitosan − können Produkte mit einem breiten Anwendungsspektrum erzeugt werden. Durch systematische Untersuchungen zur molekularen und supramolekularen Struktur werden die neuartigen Polysaccharidderivate charakterisiert und deren Struktur-Eigenschafts-Beziehungen ermittelt.

Anwendungen so unterschiedlich wie die Strukturen

Die genannten natürlichen Polymere unterscheiden sich dabei in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften außerordentlich, woraus sich auch deren Anwendungsvielfalt ergibt. So werden Derivate von Polysacchariden sowohl in Massenprodukten wie Baumaterialien, Waschmitteln oder Papier als auch in Form von hochveredelten Spezialprodukten eingesetzt. Spezielle Derivate dienen u.a. in der Medizin, Biotechnologie und Pharmazie als Trägermaterialien für Enzyme und Wirkstoffe.

Funktionalität nach Maß

Zur Einstellung einer maßgeschneiderten Funktionalität wenden wir eine Derivatisierung der Polysaccharide mit hydrophilen, hydrophoben, ionischen und nichtionischen Reagenzien an. Die Synthesen werden unter heterogenen und homogenen Verfahrensbedingungen durchgeführt. Unter Anwendung von Veresterung, Veretherung, Oxidation und Pfropfpolymerisation an den Polymerketten, bestimmt die Einstellung des Substitutionsgrades innerhalb der Monomereinheit und entlang der Molekülkette die Eigenschaften des entsprechenden Derivats.

• Homogen- und Heterogensynthese von Polysaccharidderivaten vom Labor- bis zum Kleintechnikumsmaßstab
• maßgeschneiderte Funktionalität der Derivate wie Dispergierbarkeit, Löslichkeit, Lösungsstabilität, Strukturbildung, Symplexbildung, Gelbildungsverhalten, Hydrophilie und Hydrophobie, Tensideigenschaften, Porosität und Wechselwirkung mit Additiven
• Herstellung von sphärischen Kleinstpartikeln im Nano- und Mikrometerbereich
• Entwicklung von Compositmaterialien auf Basis von Polysacchariden und deren Derivaten
• Darstellung von Polymerfilmen, -membranen und -gelen