Alleine in Deutschland fallen laut Zahlen des Umweltbundesamtes jährlich rund 6,28 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle an. Weltweit sind es rund 400 Millionen Tonnen. Bedenkt man dann, dass eine Plastikflasche etwa 500 bis 1.000 Jahre braucht, um zu verrotten, wird schnell klar, wie kritisch die Lage mittlerweile geworden ist. Diskussionen in Gesellschaft und Politik haben daher auch dazu geführt, dass es bei der Kunststoffentwicklung neue Ziele zu berücksichtigen gilt. Das Stichwort ist Nachhaltigkeit. Immer mehr Unternehmen legen Wert darauf, kritische Produkte zu vermeiden und setzen sich umso mehr Recyclingfähigkeit und Bioabbaubarkeit ihrer Produkte zum Ziel.
Im Rahmen dieses steigenden Umweltbewusstseins forscht das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT im Projekt “Bio2Bottle“ zusammen mit vier weiteren Partnern an biobasierten Kunststoffen und Flaschen, die hohe Standards erfüllen und gleichzeitig biologisch abbaubar und wiederverwertbar sind. Aktuell verfügbare Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen wie Polymilchsäure (PLA) sind für die Aufbewahrung von Reinigungsmitteln und landwirtschaftlichen Bodenhilfsstoffen zu durchlässig und erfüllen nicht alle Anforderungen. PLA ist ein biobasierter Polyester auf Milchsäurebasis mit einer hohen mechanischen Belastbarkeit – ähnlich wie Polyethylenterephthalat (PET).
Hohe Anforderungen an biologisch abbaubare Flaschen
Um den Anforderungen gerecht zu werden – biobasiert und geeignet für Transport und Lagerung von Reinigungsmitteln und landwirtschaftlichen Bodenhilfsstoffen – müsse das Material eine hohe Wasserdampfbarriere, Stabilität und Schmelzviskosität aufweisen, betonen die Forscher. Die Wasserdampfbarriere von PLA sei dagegen für die angedachten Anwendungen zu gering. Zudem werden bei der Entwicklung neuartiger Kunststoffe die CO2- und Sauerstoffdurchlässigkeit sowie die Gammasterilisation berücksichtigt.
Neben diesen Bedingungen müssen die Materialien eine weitere erfüllen: Sie müssen wiederverwertbar und biologisch abbaubar sein – auch außerhalb industrieller Kompostieranlagen. “Im Verbundprojekt werden biobasierte Polymere ausgewählt und deren Eigenschaften durch die Compoundierung mit weiteren Komponenten so verändert, dass diese hohen Anforderungen erfüllt werden”, erläutert Inna Bretz, Abteilung Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe des Fraunhofer UMSICHT. “Das Ziel des Projektes ist es, biobasierte Materialien und Recyclingfähigkeit miteinander zu verbinden.”
Langjährige Erfahrung
Für das Fraunhofer UMSICHT ist “Bio2Bottle“ nicht das erste Projekt, das sich mit der Entwicklung marktfähiger Kunststoffmaterialien auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen befasst. Die Forscher entwickeln seit vielen Jahren zirkuläre und biobasierte Kunststoffe für eine Vielzahl von Anwendungen in Folien, Fasern, Filamenten, Spritzgussteilen und dergleichen. Mit “Bio2Bottle” will man nun unter anderem zeigen, dass “das Flaschenmaterial in einem technisch effizienten Verwertungsprozess wiederaufgearbeitet werden kann, was es konkurrenzfähiger macht”. So soll langfristig erreicht werden, dass weniger Kunststoffabfälle entstehen und weniger fossiler Rohstoffe für Kurzzeitprodukte verbraucht werden. Darüber hinaus wollen die Forscher die gute Bioabbaubarkeit der bio-basierten Flaschen untersuchen und weiterentwickeln.
Neben dem Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Oberhausen sind die cleaneroo GmbH, Berlin, die UnaveraChemLab GmbH (Unavera), Mittenwald, die FKuR Kunststoff GmbH (FKuR), Willich und die Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG (FMU), Großhelfendorf an “Bio2Bottle” beteiligt.
Titelbild: Kunstststoffgranulat für die Weiterverarbeitung im Spritzguss oder im Extruder. © Fraunhofer UMSICHT
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