Biobasierter Kunststoff
Biokunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen
Eine Vielzahl unterschiedlicher nachwachsender Rohstoffe (NaWaRo) eignen sich zur Herstellung von Biopolymeren und es wird ständig daran geforscht, weitere, noch nicht genutzte Ausgangsmaterialien zu nutzen. Viele Bemühungen gehen dahin, Abfallstoffe zu verwenden, da diese nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion stehen. Eine der heute wichtigsten Ausgangssubstanzen für Biopolymere stellen wir hier kurz dar.
Stärke - Biokunststoff aus (Mais)stärke
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Biologisch abbaubare Kunststoffe auf Stärkebasis gehören zu den Pionieren in der Herstellung von vollständig abbaubaren Ein- und Mehrwegartikeln, insbesondere bei Produkten für die Gastronomie und den Lebensmittelbereich. |
Der Rohstoff Stärke kann aus Mais, Weizen, Kartoffeln, Tapioka und einer Vielzahl anderer Pflanzen gewonnen werden. Dieses umfangreiche Angebot ermöglicht die Herstellung aller für die Gastronomie erforderlichen Produkte. Von Tüten über Tassen, Besteck und Tellern bis hin zu Behältern für warme und kalte Speisen.
Biologisch abbaubare Stärkeprodukte haben eine hohe Isolationsfähigkeit, sind hitze- und wasserbeständig, und langlebig.
Stärkebasierte Produkte bieten somit alle geforderten Eigenschaften bei exzellenter Umweltfreundlichkeit.
Die Vor- und Nachteile im Überblick:
+ Isolierend, hitze- und wasserbeständig, langlebig, vielfältige Anwendungsbereiche
- Verfärbung möglich, anfällig für Feuchtigkeit im Laufe der Zeit.
Cellulosederivate
Cellulose ist ein natürliches Polymer aus Zuckermolekülen (Polysacchariden), das in den Zellwänden von Pflanzen (meist Holz) und den Samenfasern der Baumwolle in großen Mengen vorkommt.
Wenn es als reiner Rohstoff aus Holz gewonnen werden soll, muss die Cellulose zunächst aus dem Verbund mit Lignin herausgelöst werden. Cellulose kann neben dem Einsatz für Papier und Kleidung auch als Substrat in biotechnologischen Prozessen zum Einsatz kommen. Hierfür ist jedoch eine Vorbehandlung notwendig, um die Verwertung durch Mikroorganismen zu erleichtern. Auch der direkte Einsatz bei der Herstellung von Kunststoffen ist möglich.
+ natürlicher Rohstoff
- knapper Rohstoff
Celluloseacetat (CA)
Celluloseacetat zählt zu den ältesten thermoplastischen Kunststoffen und wird als Derivat des Naturstoffes Cellulose zu den biobasierten Kunststoffen gerechnet.
Zellglas - Cellulose-basierter Kunststoff
Zellglas auch Zellophan, Cellophan oder Regeneratcellulose genannt gehört zu den Cellulose basierten Polymeren. Zellglas ist als eine knisternde, durchsichtige Folie bekannt. Jacques E. Brandenberger entdeckte 1908 die durchsichtige Zellglasfolie. In den 20er-Jahre startete die Massenproduktion für Zellglas. Der Einsatz erfolgte hauptsächlich im Lebensmittelbereich und für Zigarettenverpackungen. Zellglas wird aus nativer Cellulose durch chemische Umsetzung in Lösung gewonnen. Durch den Prozess werden die parallel geordneten Bereiche der Cellulose aufgebrochen.
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Zellglas findet im Verpackungsbereich seinen Einsatz bei synthetischen Wursthüllen aus Regeneratcellulose, bei Twist-Wrap Verpackungen für Süßwaren, bei hitzeresistenten Abdeckfolien für Ofen- und Mikrowellenanwendung, bei Membranen für Batterien und bei „breathable packaging“ für Brot und Backwaren. |
Ein Vorteil bei der Verwendung von Zellglas ist, dass es unbeschichtet biologisch abbaubar ist und im Altpapier recycelt werden kann. Zellophan wird zudem aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt.
Die Vor- und Nachteile im Überblick:
+ unbeschichtet biologisch abbaubar
+ nachwachsende Rohstoffe
+ Hohe Transparenz (für Sichtfenster z.B.)
+ Hohe Steifigkeit
- beschichtet nicht biologisch abbaubar
- knapper Rohstoff
Biokunststoff - PLA
Polylactide, PLA – ist aus chemisch aneinander gebundenen Milchsäuremolekülen aufgebaut. Grundbausteine dieses Biokunststoffs sind Zucker oder Stärke - Kohlenhydrate, die aus Mais, Zuckerrüben, Weizen- oder Roggenmehl gewonnen und in Fermentieranlagen von Mikroorganismen in Milchsäure umgewandelt werden.
PLA ist transparent und weist niedrige Migrationswerte auf. Es wird tiefgezogen im Thermoformprozess. Der biobasierte Kunststoff ist biologisch abbaubar. Unter industriellen Kompostbedingungen vollzieht sich der Abbau innerhalb der zertifizierten Zeit. Gelangt PLA In die Natur zersetzt es sich allerdings langsamer.
PLA ist bis ca. 50°C hitzebeständig und kann für sehr heiße Lebensmittel nicht eingesetzt werden.
Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen können erdölbasierte Kunststoffe ersetzen und haben einen geringeren CO2 Ausstoß bei der Verbrennung.
+ Ersatz für erdölbasierte Rohstoffe
+ Hitzebeständigkeit bis 50°C
+ /- Kompostierung möglich, aber nur industriell
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