Forschung Zellstoffproduktion: Aus Abfall wird Bio-Plastik
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04. Februar 2020, 13:22 Uhr
Sogenannte Polyamide gehören zu unserem Alltag: Ob als Bauteile im Auto, als Verpackungsmaterial im Supermarkt oder in Form von Kunstfasern wie Nylon in der Kleidung. Bisher wird der Kunststoff vor allem auf Erdölbasis hergestellt. Alternativen sind rar und teuer. Chemiker der Technischen Universität München und des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik haben jetzt eine ganz neue Polyamid-Familie entwickelt: Sie basiert auf einem Naturstoff statt auf Erdöl.
Plastik hat keinen besonders guten Ruf: Als Einmalplastik verschmutzt es die Umwelt und dann wird es oft auch noch aus Erdöl hergestellt. Dabei spielen Kunststoffe in unserem Alltag eine wichtige Rolle: Sie sind langlebig, stabil und praktisch. Polyamide etwa sind so hart, dass sie sogar schwere Metallteile in Maschinen oder im Auto ersetzen. Wäre es da nicht gut, "grünes" Plastik zu haben, statt es zu verteufeln? Chemiker aus München haben genau das entwickelt: ein bio-basiertes, nachhaltiges Polyamid, erläutert Volker Sieber, Chemie-Professor an der Technischen Universität München (TUM).
Prof. Dr. Volker Sieber Bildrechte: TUM / Uli BenzMan kann es aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen, aus Biomasse. Damit kann man entsprechend auch CO2 binden: Biomasse bindet CO2 aus der Luft und entsprechend dieses CO2 binde ich jetzt in einem Kunststoff, der dann dauerhaft ist.
Biomasse gibt es reichlich als Abfallprodukt in der Industrie, ergänzt Sieber. Deshalb habe das Team sich mehrere Optionen, die ihnen aus chemischer Sicht sinnvoll erschienen, angeschaut und sind fündig geworden - in der Zellstoffherstellung.
Das ist ein Terpen. Das fällt im sogenannten Terpentin-Öl als Gemisch an. Wenn man Zellstoff aus dem Holz entsprechend gewinnen möchte, wird alles, was nicht Zellulose ist (…) heraus gelöst und da fällt dieses Terpentin-Öl (…) an. Heutzutage wird das vor allem verbrannt.
Sinnvoller wäre, es weiter zu verwerten, meint Chemie-Professor Sieber. Sein Bio-Plastik hat nämlich noch einen entscheidenden Vorteil: Es enthält keine Weichmacher. Damit sich Kunststoff gut formen lässt, wird es mit Weichmachern modifiziert. Doch die entweichen mit der Zeit wieder aus dem Plastik. Das Problem dabei ist Sieber zufolge, dass manche dieser Stoffe auch krebserregend sind oder auch hormonelle Wirkung haben:
Gerade wenn Kinder solche Werkstoffe in den Mund nehmen, landet davon relativ viel im Körper.
Umweltbundesamt zu Weichmachern
Das Umweltbundesamt hat die wichtigsten Fragen und Antworten zu Weichmachern auf seiner Seite zusammengefasst. Hier finden Sie die Informationen.
Beim neuen Bio-Kunststoff sorge die spezielle chemische Struktur dafür, dass der Effekt der Weichmacher integriert sei. Die Münchner können ihr Polyamid sogar mit viel weniger Energieaufwand herstellen als bisher: Statt der vielen Schritte bei der Erdöl-Bearbeitung braucht man nur einen einzigen Kessel, der im Prinzip wie ein großer Kochtopf funktioniert:
Man hat das Substrat als Ausgangspunkt, legt es in den Topf und wie beim normalen Kochen gibt man ab und zu was dazu. Das Substrat verlässt diesen Topf nie und am Ende bekommt man das fertige "Gericht", das Produkt heraus.
Ein weiterer Vorteil: Seine Eigenschaften sind Sieber zufolge besser als konventionelle Polyamide, fester, stabiler und transparent. Für die Industrie könne es durchaus eine sinnvolle Alternative sein, wenn auf Erdöl verzichtet werden soll, vermutet der Chemie-Professor. Die Münchner rechnen jedenfalls damit, dass ihr Bio-Kunststoff in drei bis fünf Jahren für die Industrie nutzbar sein wird.
Dieses Thema im Programm: MDR Aktuell | Radio | 04. Februar 2020 | 10:20 Uhr
