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Moderne Kunststoffindustrie

Biokunststoffe: Alternative mit Zukunft?

| Redakteur: Anke Geipel-Kern

Transparente Lebensmittelfolie aus Bio-Flex
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Transparente Lebensmittelfolie aus Bio-Flex (Bild: FKuR)

Biokunststoffe scheinen als Ergänzung und teilweise Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen ein logischer und notwendiger Schritt für eine moderne und zukunftsgerichtete Kunststoffindustrie. Eine Diskussion um das Für und Wider, die zukünftige Rolle und das Marktpotenzial von Biokunststoffen lässt sich ohne eine vorherige klare Begriffsdefinition rund um die Vorsilbe „bio“ nicht führen, gibt Prof. Dr.-Ing. Christian Bonten vom Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart zu bedenken.

Düsseldorf – Eine Vorsilbe und trotzdem zwei Bedeutungen: Es muss zwischen biologisch abbaubaren und bio-basierten Kunststoffen unterschieden werden.

Biologisch abbaubare Kunststoffe

Bis auf geringe Substanzmengen bestehen biologisch abbaubare Kunststoffe ausschließlich aus bioabbaubaren Polymeren und Zusatzstoffen. Spezielle Bakterien und ihre Enzyme wandeln bioabbaubare Kunststoffe nachweislich zu Biomasse, CO2 oder Methan, Wasser und Mineralien um, nachdem zuvor die Makromoleküle durch andere Abbaumechanismen stark fragmentiert wurden. Damit sich ein Kunststoff in Europa kompostierbar nennen darf, muss er unter klar definierten Bedingungen nach spätestens 12 Wochen zu mindestens 90 Prozent in Fragmente zerfallen sein, die kleiner als zwei Millimeter sind. Nur so ist der wirtschaftliche und störungsfreie Betrieb einer Kompostieranlage gewährleistet.

Biologisch abbaubare Kunststoffe sind nicht zwingend aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt; sie können auch aus Erdöl gewonnen werden. Biologische Abbaubarkeit hängt somit nicht vom Rohstoff, sondern von der chemischen Struktur eines Kunststoffs ab. Beispiele für biologisch abbaubare Polymere sind Polylactide (PLA), auch Polymilchsäuren genannt, Polyhydroxyalkanoate (PHA), Cellulosederivate, Stärke, aber auch Erdöl-basiertes Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT) und Polybutylensuccinat (PBS). Nicht biologisch abbaubar sind hingegen z.B. Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyamide (PA).

Biobasierte Kunststoffe

Biobasierte Kunststoffe hingegen sind aus der Natur gewonnene, nachwachsende Rohstoffe. Allerdings sind diese nicht zwangsläufig auch biologisch abbaubar. Bbiobasiert besagt lediglich, dass die Kohlenstoffatome der Molekülketten aus der heutigen Natur entnommen, also bio sind. Derzeit gewinnt man biobasierte Kunststoffe aus verschiedenen Kohlenhydraten wie Zucker, Stärke, Proteinen, Cellulose, Lignin, Bio-Fetten oder Ölen. Biobasierte Polymere sind u.a. Polylactidacid (PLA), Polyhydroxybutyrat (PHA), Cellulosederivate (CA, CAB) und Stärkederivate, aber beispielsweise auch Bio-Polyethylen (PE). Letzteres wird vollständig aus brasilianischem Zuckerrohr gewonnen, hat Eigenschaften wie ein herkömmliches Polyethylen, ist aber nicht biologisch abbaubar. Zu den zumindest teilweise biobasierten, aber nicht bioabbaubaren Polymeren zählen auch naturfaserverstärkte herkömmliche Kunststoffe sowie neue Polyamide und Polyurethane.

Biokunststoffe – weltweite Produktionsmengen

Biokunststoffe spielen in der weltweiten Polymerproduktion von rund 235 Millionen Tonnen Kunststoff-Werkstoffen bislang noch eine untergeordnete Rolle. European Bioplastics prognostiziert aufgrund des hohen Marktwachstums bis zum Jahr 2016 eine weltweite Produktionskapazität für Biokunststoffe von knapp 5,8 Millionen Tonnen, das Nova-Institut im März 2013 bis zum Jahr 2016 über acht Millionen Tonnen und bis zum Jahr 2020 knapp 12 Millionen Tonnen für biobasierte Kunststoffe.

Biologisch abbaubare Kunststoffe haben nach Angaben des Erzeugerverbandes European Bioplastics im Jahr 2009 mit einigen 100 000 Tonnen noch den größten Anteil an den weltweiten Gesamtkapazitäten für Biokunststoffe ausgemacht. Seit 2010 werden die Wachstumsraten der biologisch abbaubaren Kunststoffe von denen biobasierter Kunststoffe deutlich überflügelt. Verbandsprognosen zufolge sollen sie 2016 trotz eines stetigen Wachstums nur noch rund ein Siebtel der Gesamtproduktion von Biokunststoffen ausmachen. Der weitaus überwiegende Teil der Biokunststoffe wird dann zwar biobasiert, aber nicht bioabbaubar sein.

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