{"id":94386,"date":"2021-09-03T07:23:00","date_gmt":"2021-09-03T05:23:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=94386"},"modified":"2021-08-31T12:33:31","modified_gmt":"2021-08-31T10:33:31","slug":"luft-wasser-ol-was-pla-biokunststoff-gut-filtern-kann-und-was-nicht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/luft-wasser-ol-was-pla-biokunststoff-gut-filtern-kann-und-was-nicht\/","title":{"rendered":"Luft, Wasser, \u00d6l: Was PLA-Biokunststoff gut filtern kann – und was nicht"},"content":{"rendered":"\n

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Aufnahme von PLA-Monofilamenten im Rasterelektronenmikroskop: Bild (a) zeigt den Originalzustand. Das Material wurde dann bei einer Temperatur von 70\u00b0C zwei Wochen gealtert, bei einer Luftfeuchtigkeit von 65%, 80% und 95%.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Luftfilter sind im Kampf gegen die Pandemie in aller Munde. Mit Filtermaterial aus Vliesstoff versperren sie virenbehafteten Aerosolen den Weg zur\u00fcck in R\u00e4ume. Doch wie k\u00f6nnen diese Ger\u00e4te nicht nur die Gesundheit sch\u00fctzen, sondern auch mit m\u00f6glichst umweltfreundlichem Filtermaterial betrieben werden?\u00a0<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Daf\u00fcr eignet sich unter klar definierten Bedingungen der Biokunststoff Polylactid (PLA), auch als Polymilchs\u00e4ure bekannt. Das l\u00e4sst sich aus Ergebnissen von Forschenden der Zuse-Gemeinschaft im k\u00fcrzlich abgeschlossenen Forschungsprojekt \u201eBioFilter\u201c ableiten. Die Schl\u00fcsselfrage f\u00fcr diesen und andere m\u00f6gliche Anwendungsbereiche der Bio-Filter lautet: Wie wirken sich die besonderen Eigenschaften von PLA auf Filterleistung und Haltbarkeit der Filter aus? Denn gegen\u00fcber seinen fossilen Konkurrenten kann PLA in der Praxis Nachteile haben. Das Material neigt zur Spr\u00f6digkeit und es mag hohe Temperaturen jenseits von 60 Grad Celsius nicht besonders. Als biogener Stoff ist Polymilchs\u00e4ure auch potenziell anf\u00e4lliger f\u00fcr Abnutzung und organische Abbauprozesse. Das kann bei Nutzung von Filtern z.B. in Kl\u00e4ranlagen eine noch gr\u00f6\u00dfere Rolle spielen als bei Luftfiltern. Industriekunden indes wollen aber naturgem\u00e4\u00df ein best\u00e4ndiges, verl\u00e4ssliches Produkt.<\/p>\n\n\n\n

Vom Monofilament zum Vliesstoff<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Vor diesem Hintergrund untersuchten die Forschenden die PLA-Eigenschaften, um auf dieser Basis Vliesstoffe f\u00fcr Bio-Filter zu erproben. Beteiligt waren das Deutsche Textilforschungszentrum Nord-West (DTNW) <\/a>und das S\u00e4chsische Textilforschungsinstitut (STFI)<\/a>, wo die Vliesstoffe hergestellt wurden. Verwendet wurde Granulat verschiedener marktg\u00e4ngiger Hersteller. Am Anfang der Untersuchungen standen jedoch nicht die Vliesstoffe, in denen die Fasern dicht aneinander in verschiedenen Schichten abgelegt sind, sondern so genannte Monofilamente, also mit F\u00e4den vergleichbare Fasern aus PLA. An diesen Monofilamenten f\u00fchrten das DTNW und das STFI zun\u00e4chst Tests durch, so z.B. im Klimaschrank auf Alterung und Haltbarkeit.<\/p>\n\n\n\n

Wie im Bild (unten) zu sehen ist, wurden die Monofilamente bei h\u00f6heren Temperaturen ab 70 Grad Celsius bereits nach zwei Wochen br\u00fcchig, wor\u00fcber die DTNW-Autorinnen und -Autoren k\u00fcrzlich im\u00a0Journal Applied Polymer Materials<\/a> berichteten. Unter Normbedingungen indes weisen die Monofilamente auch nach fast drei Jahren keine messbar verringerte Stabilit\u00e4t auf und auch die PLA-Vliesstoffe standen, ihren auf fossiler Basis hergestellten Pendants in Punkto Filterleistung in nichts nach. \u201eDer Fokus f\u00fcr die Nutzung von PLA als Filtermaterial wird meiner Ansicht nach auf Anwendungen liegen, bei denen relativ geringe Temperaturen vorliegen, mit denen PLA sehr gut zurechtkommt.\u201c, sagt DTNW-Wissenschaftlerin Christina Schippers.<\/p>\n\n\n\n

Neben Temperatur und Luftfeuchtigkeit weitere Faktoren beachten<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

F\u00fcr die Forschenden ging es in dem vom Bundeswirtschaftsministerium gef\u00f6rderten Projekt <\/a>allerdings nicht nur um die Eignung von Polylactid f\u00fcr Luftfilter, sondern auch um andere Umgebungen, z.B. f\u00fcr das Filtern von Wasser. Zudem ergaben die Untersuchungen, dass es bei der Bewertung der Filtermedien aus biobasierten und bio-abbaubaren Vliesstoffen neben der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit weitere Einflussfaktoren wie mechanische Belastungen durch Luftstr\u00f6me zu beachten gilt. \u201eDer innovative Kern des Projekts bestand darin, die M\u00f6glichkeiten und Einsatzgrenzen von PLA-Vliesstoffen als Filtermedien mit ausreichenden mechanischen Eigenschaften und Langzeitstabilit\u00e4t zu bewerten\u201c, sagt Projektleiterin Dr. Larisa Tsarkova. Wie ihre Kollegen vom STFI, so ist das DTNW engagiert im Cluster Bio\u00f6konomie der Zuse-Gemeinschaft<\/a>, in dem die Forschenden der gemeinn\u00fctzigen Institute unter dem Leitsatz \u201eForschen mit der Natur\u201c kooperieren. \u201eF\u00fcr uns ist die Bio\u00f6konomie ein branchen\u00fcbergreifendes Top-Thema, das zahlreiche Institute der Zuse-Gemeinschaft verbindet und durch Kooperationen wie beim \u201aBio-Filter\u2018 gelebt wird\u201c, erkl\u00e4rt die k\u00fcnftige STFI-Gesch\u00e4ftsf\u00fchrerin Dr. Heike Illing-G\u00fcnther.<\/p>\n\n\n\n

Kooperation im Cluster Bio\u00f6konomie<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Mit den erzielten Ergebnissen aus dem Projekt \u201eBio-Filter\u201c wollen das DTNW und das STFI nun weiterarbeiten, um k\u00fcnftig Ableitungen f\u00fcr klar beschriebene Einsatzgebiete der PLA-Vliesstoff-Filter treffen zu k\u00f6nnen. Diese m\u00f6glichen Einsatzfelder reichen weit \u00fcber Raumluftfilter und damit \u00fcber die Pandemie hinaus. So ist die wasserabweisende Eigenschaft von PLA potenziell interessant f\u00fcr Filter in Gro\u00dfk\u00fcchen zur Wasser-\u00d6l-Filtration oder auch in der Industrie bei Motoren\u00f6len.<\/p>\n\n\n\n

Die Forschung ist auch deshalb so wichtig, weil PLA in einzelnen verbrauchernahen Segmenten – Stichwort Tragebeutel – schon recht gut eingef\u00fchrt ist. Traditionell nutzte man Milchs\u00e4ure zur Haltbarmachung von Lebensmitteln, so bei Sauerkraut. Heute gewinnt man PLA \u00fcber eine mehrstufige Synthese aus Zucker, der zu Milchs\u00e4ure fermentiert und diese zu PLA polymerisiert<\/a>, wie Kunststoffe.de erkl\u00e4rt. PLA geh\u00f6rt zu den bekanntesten Biokunststoffen, ist jedoch aufgrund der starken Nachfrage in den vergangenen Jahren nicht immer gut verf\u00fcgbar gewesen. Das in den Niederlanden ans\u00e4ssige Unternehmen Total Corbion hat angek\u00fcndigt, bis 2024 im franz\u00f6sischen Grandpuits<\/a> eine PLA-Anlage mit einer Jahreskapazit\u00e4t von 100.000 t in Betrieb zu nehmen. Es w\u00e4re die gr\u00f6\u00dfte Anlage dieser Art in Europa, bisher ist Asien f\u00fchrend.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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