Kunststoffchemie : Der umweltschonende Weg zu Nylon
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Polyamidfäden auf Spulen in einer ostdeutschen Textilfabrik. Bild: ddp
Die großindustrielle Herstellung von Nylon und Perlon ist nicht gerade umweltfreundlich. Zwei Forschergruppen haben nun unabhängig voneinander zwei schonende Syntheseansätze entwickelt.
Nylon und Perlon, zwei synthetische Polyamide, können dank neuer Verfahren umweltschonender hergestellt werden. Zwei Forschergruppen haben Ansätze gefunden, wichtige Grundsubstanzen zu gewinnen, ohne dass konzentrierte Säuren und Erdöl benötigt und unerwünschte Nebenprodukte vermieden werden.
So haben Wissenschaftler von der Nationalen Tsing-Hua-Universität in Hsinchu (Taiwan) einen Weg gefunden, wie sich die für die Nylonproduktion unerlässliche Vorläufersubstanz Adipinsäure synthetisieren lässt, ohne dass Lachgas entsteht. Lachgas oder Distickstoffmonoxid ist ein klimaschädliches Treibhausgas, das zudem die Ozonschicht angreift. Für die Nylonproduktion benötigt man jährlich etwa 3,5 Millionen Tonnen Adipinsäure, wobei pro Jahr 5% bis 8 % der weltweiten Lachgasemissionen freigesetzt werden.
Harmlose Enzyme statt Wasserstoffperoxid
Üblicherweise wird Adipinsäure großtechnisch in zwei Schritten gewonnen: durch Oxidation von Zyklohexan bei einer Hitze von mindestens 125 Grad und unter anschließender Zugabe von Salpetersäure. Dabei entsteht Lachgas als unerwünschtes Nebenprodukt. Kuo Chu Hwang und Arunachalam Sagadevan verzichten bei ihrem Ansatz auf Salpetersäure. Stattdessen verwenden sie, wie sie in der Zeitschrift „Science“ berichten, Ozon und ultraviolettes Licht, um Adipinsäure herzustellen.Die Ergebnisse können sich hinsichtlich der Selektivität und Ausbeute sehen lassen. Sie sind durchaus vergleichbar mit den Werten des konventionellen Verfahrens.
Wissenschaftler von der Universität Graz haben ein Verfahren entwickelt, einen Grundbaustein für die Perlonproduktion - epsilon-Caprolactam - umweltfreundlich und zugleich kostengünstig herzustellen. Caproactam wird üblicherweise aus Erdöl gewonnen. Bei der Erzeugung werden konzentrierte Säuren, Wasserstoffperoxid verwendet und es fallen toxische Abfallstoffe an. Ihr neues Verfahren, bei dem sechs Enzyme als Biokatalysatoren, Sauerstoff und Ammoniak benötigt werden, beschreiben Wolfgang Krouli und seine Kollegen in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift „Angewandte Chemie“. Die Enzyme stammen aus verschiedenen ungefährlichen Bakterien, von denen fünf in der Umwelt zu finden sind und eines in heißen Quellen anzutreffen ist. Beide Verfahren sind bereits als Patente angemeldet worden.
