BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Dissertation:
Sara Vecchiato
(2018):
Enzymes in high-performance fibers processing.
Dissertation - Institut für Umweltbiotechnologie,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 173.
UB BOKU
obvsg
- Abstract:
- Diese Dissertation hatte das Ziel das Hydrolysepotential verschiedener Enzyme auf unterschiedliche synthetische (Polyester) und semi-synthetische (auf Zellulosebasis) high-performance Fasern hin zu testen. Der Fokus lag dabei einerseits auf der Sicherstellung einer verbesserten Verbindung zwischen Kord-Gewebeunterbau und den umgebenden Gummischichten während der Vulkanisierung, andererseits auf der Entwicklung einer zirkulären, wirtschaftlichen Lösung zur Wiederverwendung der Hauptkomponenten im Abfall in textilen Anwendungen. Dafür wurde zuerst eine biologische, enzymbasierte Alternative zur chemischen HMLS-PET-Aktivierung entwickelt. Vier Varianten der Cutinase aus Thermobifida cellulosilytica hydrolysierten endo- bzw. exo-spezifisch HMLS-PET-Kord, wobei neue Carboxy- und Hydroxygruppen gebildet wurden. Bereits nach 72 Stunden wurde der höchste Grad an enzymatischer Funktionalisierung erreicht, resultierend in einer COOH-Konzentration von 51 nmol mm-2 auf der Gewebeoberfläche. Die neu entstandenen Gruppen auf der Gewebeoberfläche zeigten chemische Zugänglichkeit und Reaktivität im folgenden Tauchschritt, und führen zu einer signifikanten Verbesserung der Adhäsion des Polymers an der Modell-Gummikomponente. Im zweiten Teil der Arbeit wurde eine enzymbasierte, ökonomische Strategie für die Wiedergewinnung von Glukose und wertvollen Phosphorpigmenten aus Rayonabfall entwickelt. Dafür wurden Rayonfasern mit Zellulase abgebaut, und 98% Glukose, sowie mehr als 99% des flammhemmenden Pigments wurden extrahiert. Die gewonnene Glukose wurde als Kohlenstoffquelle für die Ethanolproduktion mit Saccharomyces cerevisiae genutzt, während das rezyklierte Phosphorpigment zur Herstellung von Viskosefilamenten verwendet wurde, welche ähnliche mechanische Eigenschaften wie neue Fasern zeigten. Daher eröffnet diese Arbeit eine umweltfreundliche Recyclingmöglichkeit für die beiden Hauptkomponenten von funktionellem Rayon: Glukose und Phosphorpigment.
- Betreuer: Gübitz Georg
- 1. Berater: Ludwig Roland
- 2. Berater: Herrero Acero Enrique