Wissenschaftlerinnen aus dem Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) präsentieren auf der Messe WASSER BERLIN INTERNATIONAL vom 23. bis 26. April 2013 neue biobasierte und auf zahlreiche Anwendungen anpassbare Flockungsmittel.
Soßenreste in der Kanalisation, ölhaltige Wässer aus der Autowaschanlage oder Schwermetalle im Trinkwasser – es gibt viele Möglichkeiten, wie Verunreinigungen ins Wasser gelangen. Wie aber bekommt man sie wieder heraus? Gerade wenn diese Substanzen fein verteilt oder gar gelöst im Wasser vorliegen, sind Flockungsmittel die erste Wahl. Zu ihnen gehören auch wasserlösliche Polymere, sogenannte Polyelektrolyte, und hier vor allem solche, die biologisch abbaubar und toxisch unbedenklich sind. Bei diesen Polymeren handelt es sich um langkettige Kohlenwasserstoffe, die Ladungen in der Polymerkette tragen.
Basierend auf umfangreichen Grundlagenuntersuchungen sowie Kooperationen mit Partnern in Forschung und Industrie sind die Wissenschaftler um Frau Dr. Simona Schwarz in der Lage, aus der breiten Palette an verfügbaren Flockungsmitteln das jeweils passende zu finden bzw. zielgerichtet für eine Anwendung z. B. in der Abwasser- und Mineralienaufbereitung, der Schwermetallabtrennung oder bei der Trennung öl- und fetthaltiger Abwässer zu optimieren. Von Interesse sind hier vor allem die molaren Massen und die Art und Menge der Ladungen der Polymere, da diese Größen einen entscheidenden Einfluss auf die Effizienz der Abtrennung unerwünschter Stoffe in Abwässern haben. Hinzu kommen weitere variierbare Eigenschaften, wie wasserabweisendes Verhalten, das sich durch Einbringen zusätzlicher Gruppen in das Polymermolekül einstellen lässt.
Es konnte nachgewiesen werden, dass natürliche Polymere wie Chitosan, Stärken und Pektine bei Trennprozessen eine viel versprechende Alternativen zu synthetischen Polymeren sind. Chitosan ist ein Abkömmling des Chitins, das aus den Panzern von Krustentieren wie Krabben, Käfern u.a. gewonnen wird. Stärken kommen in vielen Pflanzen wie Kartoffeln und Mais vor und Pektine werden aus Früchten, z. B. Äpfeln und Zitronen, gewonnen. Dank ihres natürlichen Ursprungs sind diese Produkte ungiftig, abbaubar und umweltfreundlich. Vom wirtschaftlichen Standpunkt ist es interessant, dass die Ausgangstoffe für diese Flockungsmittel vielerorts als Abfallprodukte kostengünstig verfügbar sind.
Stärke, die kationisch modifiziert und zusätzlich mit wasserabweisenden funktionellen Gruppen versehen wurde, erlaubt so z. B. die effektive Entfernung von klebenden Bestandteilen aus Kreislaufwässern der Papierindustrie – ein zuvor ungelöstes Problem, das zu schwerwiegenden Störungen des Produktionsprozesses bzw. zu Einschränkungen in der Wiederaufbereitung von Altpapier führte (Patentanmeldung DE 10 2011 088 203.0).
(Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V., 22.04.2013 – KSA)
