Aus Kunststofflaschen unter der Erde wachsen Plänzchen

Aus biobasierten Kunststoffen lassen sich allerhand Produkte erzeugen. Wir geben einen beispielhaften Überblick. (Bild: aleutie - stock.adobe.com)

Was sind Biokunststoffe?

Das Wort "Bio" in Biokunststoffe kann auf den ersten Blick verwirren, denn der Begriff wird für viele unterschiedlicher Arten von Kunststoffen respektive Polymeren verwendet. Unterschieden werden diese in biologisch abbaubar, biobasiert oder beides. Sehen wir uns die jeweiligen Begrifflichkeiten einmal genauer an:

  • Der Begriff biobasiert wird verwendet, wenn das Material oder Produkt (teilweise) aus Biomasse, also organischen Substanzen, erzeugt wurde. In diesem Fall werden beispielsweise Mais, Zuckerrohr oder Zellulose verwendet.

  • Biologisch abbaubar beschreibt hingegen einen biochemischen Prozess. Die in der Umwelt vorhandenen Mikroorganismen wandeln das jeweilige Material in natürliche Substanzen wie etwa Wasser oder CO2 um. Der biologische Abbau hängt dabei von den Umweltbedingungen wie dem Ort oder der Temperatur, vom Material und den Anwendungen ab.

Alles über Biokunststoffe und deren Eigenschaften, erfahren Sie auch in diesem Beitrag unseres Schwestermagazins Neue Verpackung.

 

Welche Gruppen von Biokunststoffen gibt es?

Die Kunststoffe lassen sich in vier charakteristische Gruppen einteilen (Quelle: Fraunhofer Umsicht):

  • Nicht biologisch abbaubare Kunststoffe aus petrochemischen Rohstoffen: Darunter fallen traditionelle Kunststoffe.

  • Biologisch abbaubare Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen: sie bestehen aus biomassehaltigem Ausgangsmaterial und weisen die Eigenschaft der biologischen Abbaubarkeit auf.

  • Biologisch abbaubare Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen: sie können biologisch abgebaut werden, bestehen aber aus fossilen Rohstoffen.

  • Nicht biologisch abbaubare Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen: hergestellt aus Biomasse weisen diese nicht die Eigenschaft biologische Abbaubarkeit auf.

Aus was bestehen biobasierte und biologisch abbaubare Kunststoffe?

Als Rohstoffquelle dienen für biobasierte Kunststoffe stärke- und cellulosereiche Pflanzen wie beispielsweise Miscanthus, Mais, Ölsaaten oder auch Holz.

Als Grundlage für biologisch abbaubare Kunststoffe dienen in der Regel thermoplastische Stärke, Cellulose, abbaubares Polyester oder Polylactid (PLA) - umgangssprachlich: Polymilchsäure. Letzteres wird ebenfalls aus Stärke oder Cellulose gewonnen.

Sportartikel wie Yogamatten aus biobasiertem Material

Das US-amerikanische Unternehmen Yoloha verwendet für eine Yogamatte ein thermoplastisches Elastomer (TPE) aus der Dryflex Green-Serie von Hexpol TPE, Malmö, Schweden, das zu 55 % aus biobasierten Materialien besteht. Beim Material werden Rohstoffe aus erneuerbaren Ressourcen, darunter Nebenprodukte aus der Landwirtschaft, die hohe Anteile an Kohlenhydraten enthalten, insbesondere Saccharide wie Getreide, Zuckerrüben oder Zuckerrohr, verwendet. Alles zum Produkt und dem Material, lesen Sie hier.

Yogamatte aus biobasiertem TPE
(Bild: Yoloha Yoga)

Biokunststoff für 3D-gedruckte Brillengestelle

Der 3D-Druck hat längst auch die Brillenindustrie erreicht. Eingesetzt werden hier zunehmend auch biobasierte Werkstoffe. So verwendet beispielsweise das belgische Unternehmen Odette Lunettes für seine 3D-gedruckten Brillengestelle auf Polyamid 11 (PA11) von Materialise. Das zu 100 % biobasierte Polymer wird aus nachhaltig angebauten Rizinusbohnen hergestellt und bietet damit beste Voraussetzung für das Herstellen von Brillen.

Brillengestell auf einem Papier liegend
(Bild: Materialise)

Kunststoffrecycling: Der große Überblick

Mann mit Kreislaufsymbol auf dem T-Shirt
(Bild: Bits and Splits - stock.adobe.com)

Sie wollen alles zum Thema Kunststoffrecycling wissen? Klar ist, Nachhaltigkeit hört nicht beim eigentlichen Produkt auf: Es gilt Produkte entsprechend ihrer Materialausprägung wiederzuverwerten und Kreisläufe zu schließen. Doch welche Verfahren beim Recycling von Kunststoffen sind überhaupt im Einsatz? Gibt es Grenzen bei der Wiederverwertung? Und was ist eigentlich Down- und Upcycling? Alles was man dazu wissen sollte, erfahren Sie hier.

Biofasern für Transportlösungen

Das Institut für Kunststofftechnik (IKT) verbindet erstmalig regional verfügbare Faserabfälle mit einem Biokunststoff in technischer Anwendung. Das Ergebnis ist eine Transportbox für ein Elektrolastenrad. Ein erster Prototyp wurde gemeinsam mit der GWW im Rahmen eines zweijährigen Projekts entwickelt. Bisherige Materialien wie Aluminium oder in Harz getränktes Holz sollen hierbei durch einen neuen Leichtbauwerkstoff ersetzt werden. Für weiter Hintergründe zum Projekt, lesen Sie hier weiter.

Ein Mann fährt ein Lastenfahrrad mit Box
(Bild: xcyc.de/ GWW Patrick Werner)

Dieses Einweggeschirr ist bioabbaubar

Einmalprodukte wie Strohhalme oder Einwegbesteck mit den Vorteilen eines Kunststoffs herstellen, der in der Natur durch Mikroben und Enzyme zersetzt wird, statt zu Mikroplastik zu zerfallen. Earth Renewable Technology (ERT) aus dem brasilianischen Curitiba hat für eines der meistgenutzten Biopolymere, Polylactid (PLA), neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Mit seinem „Short Fiber Reinforced (SFRP) in FC 10130 biopolymer composite” integriert das Unternehmen PLA-Fasern erfolgreich in eine PLA-Matrix. Das so entstehende Monomaterial ist nicht nur besonders gut recycelbar, sondern verleiht dem biobasierten und bioabbaubaren Kunststoff deutlich verbesserte Gebrauchseigenschaften. Mehr zur Technologie, deren mögliche Anwendungsfelder und den Materialeigenschaften finden Sie hier.

Biobasiertes Kunststoffbesteck
(Bild: ERT)

Nachhaltige Verpackungen: der große Überblick

Grafik von Lebensmitteln im Supermarktregal
(Bild: sabelskaya - stock.adobe.com)

Sie wollen alles zum Thema nachhaltige Verpackungen wissen? Klar ist, dass der Bedarf an nachhaltigen Verpackungen in den kommenden Jahren stark steigen wird. Aber das Thema ist komplex: Wann gilt denn überhaupt eine Verpackung als nachhaltig und welche Kriterien müssen dabei künftig erfüllt sein? Alles was man dazu wissen sollte, erfahren Sie hier.

 

Papierlaminat, das heim-kompostierbar ist

BASF, Ludwigshafen, und der Verpackungshersteller Billerud Korsnäs, Solna/Schweden, haben ein heim-kompostierbares Papierlaminat für flexible Verpackungen entwickelt. Die Mehrschichtfolie setzt sich aus drei Komponenten zusammen: dem Papier Con Flex Silk von Billerud Korsnäs, einer Siegelschicht aus dem zertifiziert heim-kompostierbaren und teilweise bio-basierten Biopolymer Ecovio der BASF und dem wasserbasierten Klebstoff Epotal Eco 3675 X der BASF. Dieser verbindet die Folie mit dem Papier. Mehr zum Produkt finden Sie hier.

kompostierbares Papierlaminat
(Bild: BASF 2020)

Für diese Folie dient Zuckerrohr als Rohstoffquelle

Etiket Schiller, Plüderhausen, hat eine biobasierte PE-Folie entwickelt, die sich für den Etikett-Einsatz im Lebensmittelbereich eignet. Die Folie ist beständig gegen Schwitzwasser und kann bei Temperaturen von -20 bis +80 °C eingesetzt werden. Das Material wird mit einem Klebstoff verwendet, der der europäischen Lebensmittel-Richtlinie 1935/2004/EC entspricht. Die bio-basierte PE-Folie kann direkt auf trockenen, feuchten oder fettenden Lebensmitteln angebracht werden, zum Beispiel auf Milchprodukten oder Brot. Die Etiketten basieren auf Zuckerrohr-Biomasse. Aus ihr wird das Ethanol-Granulat gewonnen, das Grundlage der PE-Folien-Produktion ist. Mehr über das Produkt erfahren Sie hier.

Smoothie- und Olivenölflasche neben einer Birne
(Bild: Schiller)

Carbonfasern aus Holz

Das Kompetenzzentrum Biopolymerwerkstoffe der DITF Denkendorf gewinnt Kohlenstofffasern (Carbonfasern) mittels neuartigen und nachhaltigen Verfahren aus dem Rohstoff Holz. Die Highpercellcarbon-Technologie wurde dazu weiterentwickelt. Das genannte Verfahren umfasst das Nassspinnen von Zellulosefasern unter Verwendung ionischer Flüssigkeiten (IL) als Direktlösungsmittel. Mehr zum Verfahren lesen Sie hier.

Carbonfasern auf einer Rolle
(Bild: DITF)

Partikelschaumverpackungen aus Biokunststoff

Polylaktid (PLA) ist einer der bedeutendsten Biokunststoffe weltweit und stellt wegen der vergleichbaren Eigenschaften zu PS einen potentiellen Substituenten dar. Das gilt auch für den Einsatz bei Partikelschäumen. Eine Herausforderung von kommerziell erhältlichem PLA ist jedoch die geringe Schmelzefestigkeit und -dehnfähigkeit, die beim Schäumen eine wichtige Rolle spielt. Eine Variante, um diese Materialeigenschaften zu verbessern, ist der Einsatz von Modifikatoren. Warum Partikelschaumverpackungen aus Biokunststoff sein sollten und den aktuellen Entwicklungsstand in diesem Bereich, lesen Sie hier.

Verpackungen aus PLA
(Bild: IKT)

Biobasierte UD-Tapes für Leichtbauanwendungen

Sachsen-Leinen aus Markkleeberg hat ein Verfahren zur Herstellung von Unidirectional-Tapes (UD-Tapes) aus Flachs- und Hanffasern und biobasiertem Polyamid entwickelt. UD-Tapes werden in Formteile zum Beispiel von Fahrzeugteilen, Kindersitzen und dergleichen eingearbeitet, um besonders dünnwandige, hochstabile und ressourcensparende Strukturen zu ermöglichen. Die in einer Richtung orientierten Fasern erlauben es, Steifigkeiten und Festigkeiten in solchen Komponenten bei minimalem Gewicht präzise zu „dosieren“. Die naturfaserverstärkten UD-Tapes können nicht nur bisher übliche glasfaserverstärkte UD-Tapes aus Polypropylen oder anderen konventionellen Kunststoffen ersetzen, sondern auch preislich mit ihnen konkurrieren. Die Flachs- und Hanffasern wachsen in der Region, die Tapes können recycelt und als kurzfaserverstärkter Kunststoff wiederverwendet und am Ende der Lebensdauer biologisch abgebaut werden

Biobasierte UD-Tapes
(Bild: Sachsen-Leinen)

Biobasierte und recycelbare Bierflasche

Die Carlsberg-Gruppe erprobt aktuell eine neue Fibre Bottle, eine biobasierte und vollständig recycelbare Bierflasche. Ein wichtiger Meilenstein für die Fibre Bottle ist die Auskleidung mit dem pflanzlichen Polymer PEF, das von Carlsbergs Partner Avantium, einem führenden Experten für erneuerbare Chemie, entwickelt wurde. PEF wird vollständig aus natürlichen Rohstoffen hergestellt, ist mit Kunststoff-Recycling-Systemen kompatibel und kann in der Natur abgebaut werden, falls es außerhalb der nationalen Recycling-Systeme landet. Neben den Vorteilen einer nachhaltigen Verpackung fungiert PEF als hochwirksame Barriere zwischen dem Bier und der Außenwand aus Fasern und schützt den Geschmack und die Kohlensäure des Biers besser als herkömmlicher PET-Kunststoff auf Basis fossiler Brennstoffe. Die Außenhülle der Flasche, die von der Verpackungsfirma Paboco hergestellt wird, besteht aus nachhaltig gewonnenen Holzfasern und ist ebenfalls biobasiert. Diese Schale hat den zusätzlichen Vorteil, dass sie isolierend wirkt und das Bier im Vergleich zu Dosen oder Glasflaschen länger kühl halten kann.

Carlsberg-Bierflasche neben einem Bierglas
(Bild: Carlsberg)

Koffer aus biobasiertem Werkstoffmix

Seit 2019 fertigt W.AG, Geisa, Koffer und Boxen der Reihe „Organicline“ vollständig aus einem Biopolymer, das bis zu 93 % aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Genau gesagt wird hier das Spezialcompound „Arboblend“ von Tecnaro eingesetzt. Dabei handelt es sich um einen Werkstoffmix aus Naturfasern, Mineralien, technischer Glukose und natürlichen Wachsen, der bei W.AG mit etablierten Verfahren der Kunststofftechnik verarbeitet wird. Mehr zur nachhaltigen Kofferserie erfahren Sie hier.

Bunte Koffer
(Bild: W.AG Funktion + Design)

Bioabbaubarer Schutz für Jungpflanzen aus dem 3D-Drucker

Im Agrar- und Forstbereich werden viele Kunststoffe eingesetzt. Sie sind einer der größten Emittenten von Kunststoffen in die Umwelt. Einige Kunststoffe werden nach Gebrauch eingesammelt, wiederverwendet oder recycelt. Es gibt jedoch immer noch eine große Anzahl an Kunststoffprodukten, die nach der Nutzungsphase nicht wieder entfernt und/oder recycelt werden. Eine dieser Anwendungen ist der Verbiss-, Fege- oder Nageschutz in der Forst- und Landwirtschaft. Üblicherweise werden dort gelöcherte Flachfolienhülsen aus traditionellen Kunststoffen eingesetzt. Diese werden in der Nutzungsphase häufig beschädigt oder zerfallen nach Bewitterung, wobei Fragmente meist ungeachtet auf oder im Boden landen. Eine Alternative stellt ein Bauteil aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff dar. Dieser ist nicht ökotoxisch und wird entsprechend zusammengesetzt biologisch abgebaut und wird Teil des Waldbodens. Neugierig? Dann lesen Sie hier weiter.

3D-gedruckter Bissschutz um eine Weinrebe
(Bild: Biofibre)

Wasserfilter aus biomassenbilanziertem Styrol

Für die Produktion neuer Tischwasserfilter setzt Brita auf die nachhaltigeren Materiallösungen Terluran Eco, Styrolution PS Eco und Nas Eco von Ineos Styrolution. Der Kunststoff Nas Eco ist ein Styrol-Methylmethacrylat (SMMA), das im Rahmen einer Kooperation zwischen Ineos Styrolution und BASF entwickelt wurde. Das Material basiert auf dem biomassenbilanzierten Styrol (Styrol BMB) von BASF, bei dessen Herstellung erneuerbare Ressourcen verwendet und im Massenbilanzverfahren zugeordnet werden. So ersetzt BASF fossile Ausgangsstoffe wie Naphtha oder Erdgas durch erneuerbare Rohstoffe, die aus organischen Abfällen oder Pflanzenölen gewonnen werden. Ineos Styrolution nutzt den Rohstoff für die Herstellung neuer nachhaltiger Styrolkunststoffe.

Wasserfiltersystem von Brita
(Bild: Brita)

Sie möchten gerne weiterlesen?

Registrieren Sie sich jetzt kostenlos:

Bleiben Sie stets zu allen wichtigen Themen und Trends informiert.
Das Passwort muss mindestens acht Zeichen lang sein.

Mit der Registrierung akzeptiere ich die Nutzungsbedingungen der Portale im Industrie-Medien-Netzwerks. Die Datenschutzerklärung habe ich zur Kenntnis genommen.

Sie sind bereits registriert?