Biotextilien für Landwirtschaft und Landschaftspflege: gezielt biologisch abbaubar

Entwicklung von Analysemethoden zum Abbauverhalten von biobasierten Garnen

Vliesproben auf Substrat, vor Start des Alterungstests, Bild: ITA Aachen
Vliesproben auf Substrat, vor Start des Alterungstests, Bild: ITA Aachen

Textilien aus klassischen Kunststoff-Fasern, die in der Landwirtschaft und Landschaftspflege eingesetzt werden, verbleiben teilweise systembedingt in der Umwelt. Mit Förderung durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat das Projekt DegraFib jetzt wichtige Ergebnisse für die Entwicklung von technischen Biotextilien mit einer gezielt steuerbaren biologischen Abbaubarkeit geliefert.

Technische Textilien kommen u.a. in der Landwirtschaft und Landschaftspflege zum Einsatz, z.B. zum Umwickeln von Heuballen oder als Stützmatten bei der Uferbefestigung. Sofern Agrar- oder Geotextilien in der Umwelt verbleiben, kann die Umweltbelastung mit dem Einsatz von biobasierten, biologisch abbaubaren Produkten verhindert werden. Diese müssen während der mehrjährigen Nutzungsdauer die geforderten technischen Eigenschaften in vollem Umfang erfüllen und sollen sich anschließend vollständig abbauen.

REM-Aufnahme von runden PLA-Filamenten nach 0 Tagen Lagerung bei 58°C in Kompost, Bild: Fraunhofer UMSICHT
REM-Aufnahme von runden PLA-Filamenten nach 0 Tagen Lagerung bei 58°C in Kompost, Bild: Fraunhofer UMSICHT

Allerdings ist bisher wenig über das Abbauverhalten solcher Textilien bekannt. Außerdem gibt es keine Testverfahren, um dieses Abbauverhalten zu untersuchen. An diesem Punkt setzte das vom BMEL geförderte Projekt „DegraFib – Gezielte Steuerung der biologischen Abbaubarkeit von Filamentgarnen durch Änderung der Filamentquerschnittsgeometrie und der Polymerkristallinität“ an. Darin haben die beiden Projektpartner, das Fraunhofer-Institut UMSICHT und das Institut für Textiltechnik der RWTH Aachen University (ITA), Möglichkeiten zur gezielten Steuerung der biologischen Abbaubarkeit von Filamentgarnen über die Gestaltung der Oberflächen untersucht.

REM-Aufnahme von runden PLA-Filamenten nach 14 Tagen Lagerung bei 58°C in Kompost, Bild: Fraunhofer UMSICHT
REM-Aufnahme von runden PLA-Filamenten nach 14 Tagen Lagerung bei 58°C in Kompost, Bild: Fraunhofer UMSICHT

Aus zwei biobasierten Kunststoffen – PLA (Polymilchsäure) und PBS (Polybuthylensuccinat) – wurden am ITA im Schmelzspinnverfahren Filamente mit unterschiedlichen Querschnitten hergestellt. Zur Analyse des Abbauverhaltens entwickelten die Projektpartner einen Desintegrationstest, mit dem der Verlauf der Alterung der Filamente gezeigt werden konnte. Entgegen der Forschungshypothese führte eine größere Filamentoberfläche nicht zu einer Beschleunigung des Alterungsprozesses. Vielmehr reduzierte ein komplexer Filamentquerschnitt die Kontaktfläche zum Substrat und verzögerte so den Beginn der Polymerdegradation. Der Filament-Desintegrationstest wurde für die Analyse von Vliesen weiterentwickelt und konnte erfolgreich an PBS-Vliesen erprobt werden.

Der Abschlussbericht von Fraunhofer UMSICHT und dem Institut für Textiltechnik (ITA) der RWTH Aachen ist in der Projektdatenbank der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) unter den Förderkennzeichen 22023618 und 2219NR213 verfügbar.

Weiterführende Links

Förderkennzeichen 22023618
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=22023618

Förderkennzeichen 2219NR213
https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=2219NR213

Source

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Pressemitteilung, 2021-10-06.

Supplier

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
FNR
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT)
Institut für Textiltechnik (ITA) - RWTH Aachen

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