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Chromophore und Alterung

Projektleitung
Rosenau Thomas, BOKU Projektleiter/in
Laufzeit:
01.01.2011-31.12.2014
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Projektpartner
ÖZEPA, Gumpendorfer Str. 6, 1060 Wien, Österreich.
Kontaktperson: Thomas Timmel;
Funktion des Projektpartners: Partner
Mitarbeiter/innen
Potthast Antje, Projektmitarbeiter/in
Henniges Ute, Projektmitarbeiter/in
Hosoya Takashi, Projektmitarbeiter/in
Korntner Philipp, Projektmitarbeiter/in
Böhmdorfer Stefan, Projektmitarbeiter/in
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Abteilung für Chemie nachwachsender Rohstoffe (Chemie NAWARO)
Gefördert durch
FFG - Forschungsförderungsgesellschaft, Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Cellulosische Fasern unterschiedlicher Herkunft differieren zum Teil deutlich in ihren optischen Eigenschaften. Anknüpfend an vorangegangene Studien und daraus resultierender Expertise über die chemischen, mechanistischen und kinetischen Aspekte der Vergilbung und Chromophorenbildung in Fasern sollen der Einfluss von Prozess-, Transport- und Lagerbedingungen bei cellulosischen Fasern auf das Vergilbungsverhalten aufgeklärt werden.

Ein wichtiger Aspekt in dem beantragten Forschungsprojekt sind der Einfluss von Lagerung und Transport auf den durch Bleichsequenzen erreichten Weißgrad. Darüber hinaus werden bei vielen Anwendungen nicht nur gebleichte Fasern eingesetzt, sondern auch verschiedene Aufheller, deren Interaktionen mit Chromophoren noch zu untersuchen sind.

Die in der Arbeitsgruppe Wood, Pulp and Fiber Chemistry der BOKU (AG WPF) über die letzten Jahre entwickelte Methode zur Isolierung und Charakterisierung von Chromophoren aus cellulosischen Materialien (CRI-Verfahren) bildet die Grundlage der Untersuchungen. Hierbei wird im Projekt abzuklären sein, inwiefern sich die Methode nicht nur auf hochgebleichte Zellstoffe, sondern auch auf cellulosische Matrices mit Restligningehalten anwenden lässt. Ein Bewitterungsschrank wird für die Simulation von Vergilbungs- und Alterungsprozessen eingesetzt, woraus weitere Aussagen über Chromophorenentstehung und Möglichkeiten zu ihrer Inhibierung erarbeitet werden können. Als weitere wichtige analytische Verfahren werden verschiedene Anwendungen der Massenspektrometrie, NMR, IR- und UV-Spektroskopie, spezielle Abfangreaktionen und Gelpermeations-chromatographie (GPC) eingesetzt. Das Projekt soll von 2 DissertantInnen im Zeitraum von drei Jahren bearbeitet werden.

Die Ziele des Projektes sind wie folgt definiert:

1. Erforschung der Ursachen der Vergilbung cellulosischer Fasern und Zellstoffe auf molekularer Ebene

2. Aufklärung der chemischen Struktur der für die Gelbstichigkeit verantwortlichen Verbindungen (mittels CRI-Methode)

3. Aufklärung des Bildungsmechanismus und Bildungskinetik der Chromophoren (soweit möglich)

4. Aufbauend auf den Ergebnissen zur chemischen Struktur und den Bildungsmechanismen von Chromophoren, die die Vergilbung cellulosischer Fasern hervorrufen, sollen weitere Strategien zur Verringerung oder Vermeidung der Vergilbung vorgeschlagen und getestet werden. Hier soll versucht werden, basierend auf den bereits gewonnenen Vorkenntnissen, gezielt in den Prozess der Chromophorenbildung einzugreifen, was jedoch ein grundlegendes Wissen über dessen Natur voraussetzt.

5. Identifizierung der externen Faktoren, die einen Einfluss auf Vergilbungsneigung und Gelbstichigkeit cellulosischer Fasern haben, dies gilt sowohl für Prozessparameter bei der Faserherstellung als auch für durch Umweltbedingungen gesetzte Einflussgrößen.

6. Erarbeitung effektiver Methoden zur Zerstörung von Chromophoren und zur dauerhaften Inhibierung der Vergilbung, resultierend aus dem Wissen über Art und Bildung von Farbträgern in cellulosischen Fasern, z.B. durch veränderte Bleichsequenzen.



Schlagworte
Organische Chemie; Zellstoff- und Papiertechnik; Holzchemie; Restaurierung, Konservierung;
Alterung; Chromophore; Faser; Papier; Vergilbung;
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