Furanharze, Polyfurfurylalkohol - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 440

13 Furanharze, Polyfurfurylalkohol

Furanharze bezeichnen eine Gruppe linearer Harze [1], die unter Ausbildung dreidimensionaler
Verknüpfungen härtbar sind und damit duroplastische Netzwerke bilden. Furfurylaldehyd oder
Furfural (siehe Bild 281), von dem lateinischen Wort furfur = Kleie [2], ist ein Synthesebau-
stein, aus dem eine große Anzahl von Derivaten hergestellt werden können (siehe Anwendun-
gen sowie Bild 289 ) [1].

Herstellung / Vorkommen
Die Basis für die Bildung von Furfural sind C 5 -Zucker, sogenannte Pentosen (siehe Kap. 4.2),
vor allem Xylan (siehe Kap. 4.2.2) und Arabinan, die in Hemicellulosen enthalten sind und
zusammen mit Cellulose und Lignin zu den häufigsten Biopolymeren gehören [3]. In der Pra-
xis ist der einzige Weg zur Furfuralherstellung der säurekatalysierte Aufschluss von Biomassen
(Lignocellulose), die reich an Hemicellulosen sind [4].

Bild 281 Struktur von Furan (links), Furfurylaldehyd („Furfural“, Mitte) und Furfurylalkohol (rechts).

Nach einem säurekatalysierten Aufschluss von Biomasse führt eine Dehydratisierung der erhal-
tenen Monosaccharide zu Furfural. Theoretisch mögliche Furfural-Ausbeuten aus verschiede-
nen Rohstoffquellen zeigt Tabelle 108. Die Ausbeute an Furfural beträgt ca. 55 % des Gehaltes
an Hemicellulosen [5].

Tabelle 108 Maximale theoretische Ausbeuten an Furfurylaldehyd („Furfural“) aus verschiedenen land-
wirtschaftlichen Reststoffen [6].

Landwirtschaftliches Abfallprodukt Furfural-Ausbeute / Gew.-%

Maiskolbenrückstände 23,4

Haferschalen 22,3

Baumwollschalen 18,6

Bagasse 17,4

Reisschalen 11,4

Weitere mögliche Rohstoffquellen für Furfural sind Mandel- und Haselnussschalen, Oliven-
und Aprikosenkerne, bestimmte Hölzer wie Quebracho (nach der Tanninextraktion, siehe
Kap. 15.2), Kastanie, Birke, Buche und Espe sowie Schwarzlauge aus dem Sulfatverfahren zur
Zellstoffherstellung (siehe Kap. 4.1.1) [4]. Furfural wird großtechnisch auch aus Bagasse ge-
wonnen, einem Reststoff der Zuckerherstellung aus Zuckerrohr, der traditionell zur Energie-
versorgung der Zuckermühle eingesetzt wird (siehe Bild 27). Nach der Gewinnung des Zuckers
verbleiben 10-17 % an faserhaltigem Lignocellulose-Material, der Bagasse, die 40-60 % Cel-