Entwicklung und Untersuchung eines elektrochemischen Prozesses zur Erzeugung biobasierter Polymere aus Vanillin

Die Endlichkeit fossiler Rohstoffe und der Anstieg von anthropogenem CO2 fordert die Entwicklung nachhaltiger Prozessrouten zur Erzeugung biobasierter Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen. Vanillin stellt in der Wertschöpfungskette biobasierter Polymere ein potentielles Schlüsselintermediat dar. Elektrochemische Konversionen von Vanillin zu Polymeren und Polymerbausteinen sind aufgrund ihrer grünen Charakteristika von besonderem Interesse.
Die vorliegende Arbeit behandelt die beiden elektrochemischen Synthesen von Vanillin zu Hydrovanilloin, einem bisphenolischen Polymerbausteinen, und von Divanillin zu Polyvanillin, einem komplett Vanillin-basierten Polymer. Beide Reaktionen nutzen dabei den Reaktionstyp der elektrochemischen Pinakolisierung zum kathodischen Molekulargewichtsaufbau aus. Es werden neue Erkenntnisse zum Reaktionsmechanismus und zu Einflussparameter der Vanillin-Reduktion und der Polyvanillinsynthese dargestellt. Ebenso werden die beiden Prozesse in einem ingenieurswissenschaftlichen Ansatz auf einen elektrochemischen Flowreaktor mit Rückführung übertragen, modelliert und Schlüsselparameter zur Bewertung der Performance der Prozess berechnet.