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13.07.2024

20.06.2023

Biobasierte Schmierfette mit pflanzlichen Polymerverdickern

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Im Vorhaben PolyBioFe entwickelten die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH Aachen), die Technische Universität Dortmund (TU Dortmund) und der Schmierstoffhersteller Carl Bechem GmbH Wälzlager-Schmierfette, die zu annähernd 100 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.

Innovativ ist insbesondere der biobasierte Polymerverdicker. Solche Verdickersysteme gab es bislang nur auf petrochemischer Basis. Carl Bechem will die neu entwickelten Fette nach weiterer Optimierung künftig in seine Produktpalette aufnehmen.

Schmierfette für Lager bestehen in der Regel aus etwa 70 bis 97 Prozent Grundöl, bis zu zehn Prozent Additiven und etwa drei bis 30 Gewichts-Prozent Verdickern. Bei den Verdickern unterscheidet man zwischen konventionellen Produkten - zum Beispiel auf Fettsäurebasis - und polymeren Systemen. Letztere weisen sehr gute technische Eigenschaften auf; sie bestehen bislang ausschließlich aus petrochemischen Verbindungen. Das Interesse ist groß, sie künftig auch aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen.

Im Vorhaben PolyBioFe setzten die Projektpartner dazu auf drei chemische Verbindungen: biobasierte Polyharnstoff-, Polyester- und Polyamidfette. Die TU Dortmund entwickelte Synthesewege zur Gewinnung dieser Polymersysteme und charakterisierte deren Eigenschaften. Carl Bechem übertrug die Synthesen aus dem Labor- in den Technikumsmaßstab und entwickelte aus Rizinusöl als Grundöl, ausgewählten Polymersystemen sowie Additiven industrielle Schmierfette für Hochtemperatur- und Lebensdauerschmierungen von Wälzlagern. Die RWTH Aachen erprobte die Formulierungen schließlich auf Tribometern und Wälzlager-Prüfständen.

Die im Projekt erarbeiteten Methoden für das Upscaling der Fettsynthesen und die Bewertung der Formulierungen in Anwendungsversuchen sind auch auf die Herstellung anderer biobasierter Fette übertragbar. Zudem gelang es den Forschenden, in der Literatur noch nicht beschriebene Korrelationen zwischen den chemischen Strukturen und den Versuchsergebnissen aufzudecken und so ein tieferes Verständnis der Mechanismen der Fettschmierung zu erlangen.

Der Abschlussbericht des vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Vorhabens "Entwicklung biobasierter Verdickersysteme zur Herstellung von Schmierfetten (PolyBioFe)" steht auf fnr.de unter folgenden Förderkennzeichen zur Verfügung:

» Teilvorhaben 1: Qualifizierung der Schmierfette für den Einsatz in Wälzlagern

» Teilvorhaben 2: Synthese der Verdickersysteme

» Teilvorhaben 3: Entwicklung von Schmierfettformulierungen

Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)