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Untersuchungen des durch Trametes versicolor und Laccase induzierten Abbaus von Epoxidharzen auf der Basis von Bisphenol A

 
: Mair, Maria-Angelés
: Hilmer, Stephanie

Innsbruck, 2015, V, 60 S., XIV
Innsbruck, Management Center, Bachelor Thesis, 2015
Deutsch
Bachelor Thesis
Fraunhofer IWU ()
Epoxidharz; Bisphenol A; Abbau; trametes versicolor; laccase

Abstract
Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen der Entwicklung eines biologischen Recyclingverfahrens von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen verfasst. Das Ziel war die Untersuchung des mikrobiellen Abbaus der Ausgangsstoffe von Epoxidharz, das heißt von Bisphenol A und Epoxidharzpräpolymer (1750 kDa), durch den Pilz Trametes versicolor und dessen Enzym Laccase. Zunächst wurde der Pilz in Flüssigkulturen mit Bisphenol A (100 mg/L) inkubiert und der Abbau mittels Messung der Konzentration in der HPLC bestimmt. Dabei wurde ein Abbau von bis zu 91 % nachgewiesen. Es wurde festgestellt, dass die Laccaseaktivität mit dem Bisphenol AAbbau zusammenhängt. Eine hohe Volumenaktivität bedingt einen größeren Abbau von Bisphenol A als eine geringere Volumenaktivität.
In den Versuchen zum Abbau von Epoxidharzpräpolymer durch Trametes versicolor stellte sich heraus, dass der Pilz auch durch die Verwertung von Epoxidharzpräpolymer als alleinige Kohlenstoffquelle wuchs. Es konnte keine Abhängigkeit zwischen der Laccaseaktivität und dem Wachstum erkannt werden. In der HPLC wurde ein Abbauprodukt bei 14,2 Minuten sichtbar, das nicht identifiziert werden konnte.
Um eine potentielle Verbindung zwischen der Volumenaktivität des Enzyms Laccase, dem Wachstum und dem Abbau von Epoxidharzpräpolymeren festzustellen, wurde im nächsten Schritt zu den Flüssigkulturen nicht nur Epoxidharzpräpolymer, sondern zusätzlich 1-Hydroxybenzotriazol zur Laccaseinduktion hinzugegeben. Die Ergebnisse zeigten ein ähnliches Wachstum wie im Versuch zuvor, jedoch eine geringere Laccaseaktivität. Es ist daraus zu schließen, dass das Enzym keine Einwirkung auf den Abbau von Epoxidharzpräpolymer hat. In der HPLC-Auswertung ist das gleiche Abbauprodukt wie in den Abbauversuchen von Epoxidharzpräpolymer ersichtlich.

 

The bachelor thesis was written in the context of the development of a biological recycling process of carbon-fiber-reinforced plastics. The aim was the examination of the microbial degradation of the epoxy resin educts, i. e. bisphenol A and epoxy resin prepolymers (1750 kDa), by the fungus Trametes versicolor and its enzyme laccase.
In the first test, the fungus was incubated in liquid cultures containing bisphenol A (100 mg/L). Measuring the concentrations in the high performance liquid chromatography (HPLC) identified degradation up to 91 %. The laccase activity and the degradation of bisphenol A are related. A high volume activity causes a greater degradation of bisphenol A than a low volume activity. In the experimental degradation of epoxy resin prepolymers, it was observed that the fungus could use the prepolymers as only carbon source. There was no correlation between the activity of laccase and the fungal growth detected. The analysis in the HPLC showed a degradation product with a retention time of 14.2 minutes that could not be identified.
To determine a relation between the volume activity of laccase, the fungal growth and the degradation of epoxy resin prepolymers, liquid cultures were mixed with epoxy resin prepolymers as well as 1-hydroxybenzotriazol to induce the production of laccase. The resulting growth was similar to the previous experiment, whereas the laccase activity was less. It is concluded that the enzyme doesn’t influence the degradation of the epoxy resin prepolymers. The HPLC results showed the same degradation product as the degradation experiment with epoxy resin prepolymers only.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-367245.html