Ein Entwicklungsmodus der Biologischen Transformation ist die Integration technischer und biologischer Prozesse \u2013 eine Kombination von Biologie und traditioneller Produktionstechnologie. Zu den Beispielen daf\u00fcr geh\u00f6rt auch die Funktionalisierung von Polymeren. F\u00fcr die Herstellung von Kunststoffen sind synthetische oder halbsynthetische Polymere die Hauptkomponente. Von Lebewesen erzeugte Polymere hei\u00dfen Biopolymere. Sind die einen b\u00f6se, weil aus fossilen Ressourcen hergestellt, und die anderen gut, weil kompostierbar? Ein Pl\u00e4doyer f\u00fcr die Wiederverwertbarkeit.<\/p>\n\n\n\n
Leicht, flexibel, stabil und vor allem vielseitig, so lassen sich Kunststoffe am besten beschreiben. Sie sind \u00bbAllesk\u00f6nner\u00ab und nicht mehr aus dem allt\u00e4glichen Leben wegzudenken, sei es im Bereich der Lebensmittel zur Herstellung leichter und hygienischer Verpackungen oder dem Automobilbereich f\u00fcr leichte Karosseriebauteile mit vielseitigen und komplexen Geometrien.<\/p>\n\n\n\n
Eigentlich nicht schlecht? Nein, eher fantastisch \u2013 dieses Material! Dennoch ist es in Verruf geraten.<\/p>\n\n\n\n
Die Diskussion \u00fcber den Wert der Kunststoffe bestimmt derzeit die berechtigte Frage: Wie k\u00f6nnen wir nachhaltiger werden? Hierbei stehen vor allem synthetische Kunststoffe im Fokus, gerade aufgrund der Herstellung aus fossilen Ressourcen und ihres \u00bbend of life\u00ab. Der gro\u00dfe Vorteil von \u00bbleicht und stabil\u00ab wird im Meer zum Nachteil \u2013 sie schwimmen leider oben. Aber seien wir ehrlich, w\u00fcrden Sie untergehen wie der Rest und uns nicht in der Abendsonne am Strand st\u00f6ren, w\u00fcrde es uns weniger interessieren.<\/p>\n\n\n\n
Biopolymere, die sich nat\u00fcrlich zersetzen k\u00f6nnen, sollen hier die Wende bringen. Doch ist das wirklich realistisch und in welche Richtung sollte geforscht werden?<\/p>\n\n\n\n
Hier stellt sich erst einmal die Frage: Von welchen Biopolymeren sprechen wir?<\/p>\n\n\n\n
Generell lassen sich Biopolymere in drei Kategorien unterteilen. Biobasierte Polymere auf Basis nachwachsender Rohstoffe, die entweder abbaubar sind oder nicht abbaubar, und biologisch abbaubare Polymere auf Basis fossiler Brennstoffe. Das hei\u00dft f\u00fcr uns, dass ein Biopolymer auf Basis nachwachsender Rohstoffe, das sich dann auch noch selber abbaut die \u00bbK\u00f6nigsklasse\u00ab darstellen m\u00fcsste. Sind dadurch nun alle Probleme gel\u00f6st und k\u00f6nnen wir wieder beruhigt schlafen mit reinem Gewissen?<\/p>\n\n\n\n
Leider nicht! Es ist komplizierter. Nehmen wir beispielsweise das Biopolymer PLA (Polylactide), das mittlerweile am h\u00e4ufigsten eingesetzte Biopolymer auf dem Markt, vor allem im Bereich der Verpackungsindustrie. Welchen Mehrwert bringt es?<\/p>\n\n\n\n
In erster Linie erwarten wir eine Einsparung fossiler Ressourcen und eine deutliche Reduktion des CO2-Footprints durch die Verwendung nachwachsender Rohstoffe als Basiskomponente. Das stellt auf jeden Fall einen sehr gro\u00dfen Vorteil dar und ist nicht von der Hand zu weisen. Betrachten wir das \u00bbend-of-life\u00ab von Biopolymeren, so schaut es ganz anders aus. Gerade das Abbauverhalten von Biopolymeren ist nicht vollst\u00e4ndig gekl\u00e4rt und h\u00e4ngt von vielen Umweltbedingungen ab. Gerade PLA \u2013 unsere \u00bbK\u00f6nigsklasse\u00ab \u2013 zersetzt sich sehr langsam in Wasser. Des Weiteren d\u00fcrfen bzw. lassen sich die meisten Biopolymere nicht kompostieren, sondern werden wie herk\u00f6mmliche Kunststoffe thermisch verwertet und erzeugen dabei ihren CO2-Footprint.<\/p>\n\n\n\n
W\u00e4re hier nicht ein Material besser, das sich wiederverwerten l\u00e4sst?<\/p>\n\n\n\n
Nun, ich will nicht zu negativ klingen. Biopolymere bringen auf jeden Fall einen Benefit zum Thema Nachhaltigkeit, dennoch gibt es noch viele ungekl\u00e4rte Fragen und ein erhebliches Forschungspotenzial.<\/p>\n\n\n\n
Das betrifft vor allem die Frage, wie die Einsatzpotenziale erweitert werden k\u00f6nnen. Es l\u00e4sst sich erkennen, dass ein Teil der synthetischen Kunststoffe ersetzt werden k\u00f6nnen. Dennoch reichen die Materialeigenschaften der nachhaltigen Variante meist nicht aus und lassen sich nicht gut genug verarbeiten. Hei\u00dft, es bedarf weiterer Forschungsanstrengungen hinsichtlich des Prozessierens von Biopolymeren und der Erforschung geeigneter Additive und F\u00fcllstoffe zur Stabilisierung der Materialeigenschaften, damit die Einsatzpotenziale erweitert werden k\u00f6nnen. Speziell hinsichtlich der momentanen Extrusions- und Spritzgussanlagen, die vor allem auf einen wirtschaftlichen hohen Durchsatz ausgelegt sind, muss nach neuen Steuerm\u00f6glichkeiten geschaut werden, um instabile Biopolymere wirtschaftlich zu verarbeiten.<\/p>\n\n\n\n
Auch wie sich Biopolymere besser recyceln und \u00e4hnlich wie ihre synthetischen Konterparts wieder-verwerten lassen, ist noch ungel\u00f6st.<\/p>\n\n\n\n
Letztendlich l\u00e4sst sich sagen, dass der Fokus nicht auf der Zersetzung des Materials liegen sollte, sondern wir eine wiederverwertbare Ressource brauchen, die sich nicht nur einmal, sondern mehrmals einsetzen l\u00e4sst. Vorreiter sind hier vor allem Monomaterialien wie beispielsweise PET, die sich aufgrund ihrer Sortenreinheit sehr gut recyclen lassen.<\/p>\n\n\n\n