Forschungsprojekt zum Ersatz von Formaldehyd durch bio-basiertes 5-Hydroxymethylfurfural gestartet

Die Formaldehyd-basierte Harzfertigungsindustrie steht vor einer wachsenden Herausforderung. Die Verwendung der Chemikalie Formaldehyd, ein Karzinogen mit schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, stößt in der Öffentlichkeit und der Politik zunehmend auf Kritik. Am 6. Juni 2014 wurde die 6. Anpassung der CLP (Classification, Labelling und Packaging) Verordnung an den technischen und wissenschaftlichen Fortschritt im EU-Amtsblatt veröffentlicht. Die dabei erfolgte Einstufung von Formaldehyd als krebserregend und erbgutverändernd hat weitreichende und teilweise unmittelbare Auswirkungen für Unternehmen aus unterschiedlichen Branchen, insbesondere auch der Möbelindustrie. AVA-CO2 startet nun zusammen mit dem Institut für Werkstoffe und Holztechnologie der Berner Fachhochschule ein von der Schweizer Kommission für Technologie und Innovation (KTI) gefördertes Forschungsprojekt zum Ersatz von Formaldehyd durch die unbedenkliche, bio-basierte Plattform-Chemikalie 5-HMF (5-Hydroxymethylfurfural).

Formaldehyd ist eine der wichtigsten organischen Grundstoffe in der chemischen Industrie und dient als Ausgangsstoff für viele chemische Verbindungen. In der EU werden rund 10 Mio. Tonnen, weltweit 47 Mio. Tonnen produziert. Bis 2017 soll die globale Produktionsmenge auf 52 Mio. Tonnen steigen. Ein Großteil des synthetisierten Formaldehyds wird zur Produktion von Leimen und Tränkharzen für Holzwerkstoffe verwendet. Leimharze werden zur Herstellung von Sperrholz-, Tischler-, oder Spanplatten (MDF und OSB) für den Einsatz zum Beispiel in der Möbelindustrie eingesetzt. Die erfolgte Einstufung von Formaldehyd als krebserregend und erbgutverändernd hat weitreichende und teilweise dramatische Auswirkungen für die verarbeitende Industrie.

Das aus Biomasse hergestellte 5-HMF wird als möglicher Ersatzstoff für Formaldehyd in einer Reihe von Studien für die Synthese von Phenolharzen (PF), Melaminharzen (MF) und Harnstoffharzen (UF) untersucht. Ziel dieser Untersuchungen ist der teilweise bzw. vollständige Ersatz von Formaldehyd in den entsprechenden Werkstoffen, um die Emission von Formaldehyd zu vermindern bzw. ganz zu unterbinden. Beim teilweisen Ersatz von Formaldehyd in diesen Produkten durch 5-HMF kann durch Quervernetzung die Freisetzung von Formaldehyd teils drastisch reduziert werden. Ein vollständiger Ersatz durch 5-HMF würde Formaldehydemission entsprechend vollständig eliminieren.

Ziel des durch die Schweizerische Kommission für Technologie und Innovation (KTI) geförderten Projekts mit dem englischen Titel "Development of a formaldehyde-free urea type adhesive for the manufacturing of wood-based panels" ist es, auf Basis von 5-HMF einen formaldehydfreien, nachhaltigen und gesundheitlich unbedenklichen Klebstoff für den industriellen Einsatz in der holzverarbeitende Industrie zu entwickeln.

Was ist 5-HMF?

5-HMF ist eine bio-basierte Plattform-Chemikalie mit einer Aldehyd- und einer Alkohol- funktionellen Gruppe. Die besonderen Eigenschaften von 5-HMF führen zu vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in unterschiedlichen Bereichen. Die Oxidation zu FDCA (Furandicarbonsäure) bildet die Basis für die Herstellung von PEF (Polyethylenfuranoat).

PEF ist ein bio-basierter Ersatz für erdöl-basiertes PET und kann z.B. für die Herstellung von Getränkeflaschen oder Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden. Auch in der Textilindustrie oder Medizinaltechnik kann PEF eingesetzt werden. 5-HMF findet zudem in der pharmazeutischen Industrie als API (active pharmaceutical ingredient), in der Lebensmittelindustrie oder Agro-Chemie Anwendung. Auch als möglicher Ersatzstoff für das karzinogene Formaldehyd kann 5-HMF möglicherweise in Zukunft eingesetzt werden.

Quelle: AVA-CO2 Schweiz AG