Zielsetzung & Anlass

Vollsynthetische, wasserlösliche Polymere finden sich als Rohstoffe in vielen Haarpflegeprodukten. Ihre Funktion besteht darin, für einen besseren Glanz und eine bessere Kämmbarkeit und Frisierbarkeit des Haares zu sorgen. Um solche Fähigkeiten zu erlangen, bedarf es chemischer Modifikationen am Rückgrat des Polymers, welche diesem eine positive Ladung verleihen. Beim Waschen der Haare gelangen diese Polymere größtenteils in das Abwasser. Wieviel davon am Ende in den Kläranlagen tatsächlich herausgefiltert werden kann und wieviel in die Umwelt gelangt, ist in Zahlen bisher nicht bekannt. Mikroplastik und in dem Zusammenhang auch flüssiges Plastik werden jedoch immer mehr als Problem erkannt und sollen nach dem Vorsorgeprinzip kontinuierlich weiter eingeschränkt werden, um möglichen Schaden von Mensch und Umwelt abzuwenden. Ein großes Problem besteht vor allem in der schlechten biologischen Abbaubarkeit vieler zur Haarpflege eingesetzter Polymere. Einmal in die Umwelt gelangt, benötigen solche synthetischen Polymere oft Jahrzehnte, um abgebaut zu werden. Daher besteht zum einen durch vermehrte regulatorische Maßnahmen aber auch aufgrund einer wachsenden Nachfrage durch immer umweltbewusstere Verbraucher ein Druck zur Entwicklung biologisch abbaubarer, ökologischer Rohstoffalternativen. Zwar existieren bereits einige Alternativen, auf Basis natürlicher Polymere (Stärke), diese büßen jedoch durch die chemischen Modifikationen, die notwendig sind, um die Haarpflegeeigenschaften zu erhalten, ihre eigentlich gute biologische Abbaubarkeit zu einem erheblichen Teil wieder ein.

Ziel dieses Projektes ist es daher, ein auf natürlichen Bausteinen basierendes, kationisches Polymer zu entwickeln, welches an die gleichen Haarpflege-Eigenschaften, die ein vollsynthetisches Polymer mitbringt, heranreicht. Gleichzeitig soll es aber eine gute biologische Abbaubarkeit von mehr als 60 % in 28 Tagen aufweisen. Zu diesem Zweck sollen kationische Substituenten auf alternative Art und Weise an natürliche, stärkebasierte Polymere geknüpft werden. Unter den Anwendungsbedingungen von Haarpflegeprodukten soll deren Bindung an das Polymer stabil sein. Nach dem Abspülen und der Einleitung ins Abwasser sollen diese Substituenten jedoch von den in Klärschlämmen vorkommenden Mikroorganismen leicht gespalten und das Polymer damit insgesamt leicht abgebaut werden können. Als Polymerbasis sollen verschiedene Stärken oder abgebaute Stärken Verwendung finden. Damit sollen neben dem Verhältnis von Amylose und Amylopektin auch der Einfluss verschiedener Molekülgrößen auf die Haarpflege-Eigenschaften der hergestellten Polymere untersucht werden.
Ein weiterer Aspekt des Projektes liegt in der Entwicklung und Optimierung von Verfahren zur Bindung alternativer kationischer Substituenten an Stärkepolymere. Auf andere Polysaccharid-Polymere übertragen, könnten solche Verfahren auch über Haarpflegeprodukte hinaus einen Zugang zu anderen Pflegeprodukten oder Textilpflegeprodukten eröffnen und so weitere im Markt befindliche synthetische Polymere substituieren.