Grüne Chemie: Bio-basierte Polymere auf dem Vormarsch

Angriff auf den 51-Milliarden-Dollar-Markt: Neuentwicklungen zur „Grünen Chemie“

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Ebenfalls im Personal-Care-Bereich angesiedelt ist die neue Entwicklung der Firma Rettenmaier & Söhne, die in einem Forschungsprojekt nach neuen und optimierten Rezepturen für biobasierte Verdicker suchen. Verdicker erhöhen die Viskosität und verringern damit die Fließfähigkeit von Flüssigkeiten, machen diese also zähflüssiger. In der Kosmetikindustrie werden jährlich weit über 10.000 Tonnen synthetische Verdicker, häufig Polyacrylate, mit einem Marktvolumen von über 100 Millionen Euro eingesetzt.

Die Naturkosmetikbranche verwendet bereits natürliche oder modifizierte natürliche Verdicker wie z. B. Xanthan, Guar oder Cellulosederivate in gewissem Umfang, diese erreichen jedoch bei weitem nicht die hohen Viskositäten der Polyacrylate und sind zudem weniger transparent. Allerdings verzeichnet die Naturkosmetikbranche starke Wachstumsraten, damit steigt auch der Bedarf an verbesserten biobasierten Produkten.

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Grüne Chemie im Härtetest

Die Wissenschaftler testeten neue biogene Rohstoffe sowie unterschiedliche Kombinationen aus neuen und markteingeführten biogenen Rohstoffen mit der Hypothese, dass in Mischungen Synergieeffekte die Viskosität erhöhen könnten. Im Ergebnis ließ sich die Viskosität bei den Mischungen im Vergleich zu den Einzelsubstanzen in vielen Fällen tatsächlich etwas steigern.

Bei Compounds aus zwei Komponenten wurden die besten Ergebnisse mit Kombinationen erzielt, die mindestens 80 Prozent Guar oder Methylcellulose (MC) und kleinere Zusätze eines weiteren Verdickers enthielten. Bei Compounds aus drei Komponenten erzielten Guar und Methylcellulose in Kombination mit geringen Anteilen eines weiteren Verdickers die besten Ergebnisse.

Noch Luft nach oben

Die Viskosität fossil-basierter Referenzprodukte konnten aber auch diese Kandidaten noch nicht erreichen. Entwicklungsbedarf besteht außerdem noch bei der Temperaturstabilität und den subjektiven sensorischen Eigenschaften, hier müssen die pflanzlichen Verdicker in punkto angenehmem Hautgefühl und guter Verteilbarkeit noch verbessert werden. Bei der Stabilität gegenüber Elektrolyten (Salz), Tensiden und verschiedenen pH-Werten wiesen die pflanzlichen Varianten hingegen bessere Werte als Polyacrylat auf.

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