Was versteht man unter Bio-Kunststoffen?
Die Bezeichnung Biokunststoff beschreibt sowohl Kunststoff auf biologischer Basis als auch biologische abbaubare Kunststoffe.
Wie viel Bio steckt in Bio Kunststoffen? Biopolymere, sind Kunststoffe, der ganz oder teilweise aus folgenden Stoffen bestehen:
- aus nachwachsenden Rohstoffen wie Zuckerrohr oder anderen stärkebasierten Rohstoffen
- er ist biologisch komplett oder teilweise abbaubar
Biobasiert, was ist darunter zu verstehen?
Bei Kunststoffen die auf Basis von Zuckerrohr oder ähnlichen Rohstoffen hergestellt wurden, wird das Granulat ganz oder teilweise aus Biomasse gefertigt. Zu den verschiedenen biobasierten Bestandteilen zählen unter anderem Rohstoffe aus Stärke und/oder Cellulose. Die wohl am meisten verwendeten Rohstoffe aus diesen Gruppierungen zur Herstellung von biobasierten Kunststoffen sind Maisstärke und Zuckerrohr. Es ist allerdings auch möglich, aus verschiedenen Arten von Hölzern die Cellulose zu gewinnen, um diese Bestandteile dann für die Herstellung anderer Bio-Kunststoffe (WPC / NFC) nutzen zu können. Des weiteren können Rohstoffe für die Herstellung von Biopolymeren auf der Grundlage von Chitin, Lignin, Casein, Gelatine und Pflanzenöl bestehen, welche sich je nach Zusammensetzung und dem Beimischen von verschiedenen Zusatzstoffen sich deutlich auf die Verbesserung der Produkteigenschaften wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit und die Beständigkeit gegenüber chemischer Stoffe auswirken können.
Wann gilt ein Kunststoff als biologisch Abbaubar?
Die biologische Abbaubarkeit eines Kunststoffes wird dadurch erreicht, dass ein Prozess durchlaufen wird, meist auf chemischer Grundlage, bei dem verschiedene Organismen das Material in Bestandteile wie z.b. Wasser und CO² umwandelt. Dieser Vorgang kann je nach Kunststoffart und seiner speziellen Zusammensetzung, in seiner Dauer und im Umfang der eingesetzten chemischen Hilfsmittel variieren.
In welche Gruppen können Biokunststoffe aufgeteilt werden?
Biobasierte Kunststoffe lassen sich in drei grundsätzliche Biopolymergruppen unterteilen:
1. abbaubare Biokunststoffe aus fossilen Rohstoffen:
Polycaprolactone (PCL),
Polybutylenadipat-Terephthalat (PBAT)
fossilbasiertes Polybutylensuccinat (PBS)
2. biobasierte und abbaubare Kunststoffe:
Polylactid Acid (PLA)
Polyhydroxyalkanoate (PHA)
thermoplastische Stärke (TPS)
3. Kunststoffe die nicht biologisch abbaubar sind:
hochsubstituierte Celluloseacetate (CA),
Biomassebasiertes Polyethylen (Bio-PE)
Polyethylenfuranoat (PEF)
In welchen Bereichen finden Bio Kunststoffe ihren Einsatz?
Die Kategorie der biologisch abbaubaren Kunststoffe wird vor allem dort eingesetzt, wo ein enger Einsatz in Kombination von Kunststoffen und natürlichen Rohstoffen stattfindet, mit dem Ziel die Natur nicht zu gefährden oder zu belasten. Ein gutes Beispiel dafür sind unter anderem Abdeckplanen für landwirtschaftliche Betriebe. Diese Polymere können allerdings auch für Verpackungsmaterialen in den Bereichen der Lebensmittel-, Kosmetik- oder auch der Spielzeugindustrie eingesetzt werden, weil sie durch verschiedene Normen und Prüfungen als unbedenklich eingestuft werden können.
Im medizinischen und pharmazeutischen Bereich liegt der Fokus der Produktentwicklung von Biokunststoffen hauptsächlich auf der Resorbierbarkeit des Produkts. Nahtmaterialien, Schrauben, Klebstoffe oder Implantate müssen nach der Verwendung abgebaut und vom Körper absorbiert werden, um weitere Operationen oder Eingriffe zu vermeiden. Daher kommen hier besonders hochwertige Biokunststoffe und biologisch abbaubare Kunststoffe zum Einsatz. PLA und seine Copolymere und abbaubares Polycaprolacton werden dementsprechend zu Nahtmaterialien und chirurgischen Schrauben, Nägeln und Platten verarbeitet. Als Kapselmaterial für Pharmazeutika wird neben Gelatine auch wasserempfindliche und sich schnell auflösende thermoplastische Stärke verwendet. Materialien mit unterschiedlichen Resorptionszeiten können für Implantate verwendet werden und werden entsprechend ihrer Anwendung verwendet. c) Der Einsatz biobasierter Materialien ist einerseits durch die verfügbare Menge und andererseits durch die verfügbare Qualität begrenzt. Sie werden beispielsweise im Sandwich-Verfahren an Fahrzeugstrukturen befestigt. Der Kern des Bauteils besteht aus einem biobasierten Polymer, das mit Schichten aus konventionellen Materialien höherer Qualität (optisch, haptisch, verschleißfest oder funktionalisiert) überzogen ist. Kritik und Marktbedingungen
Biokunststoffe machen derzeit nur wenige Prozent der weltweiten Kunststoffproduktion aus. Biokunststoffe werden oft kritisiert, weil bisher kein Stoffstrom zur Verwertung etabliert ist. Auch die Lebensmitteltauglichkeit wird kritisch gesehen. Biokunststoffe können ohne einen bestimmten Recyclingprozess (Stoffstrom) nicht recycelt (mechanisch verwertet) werden. Das Recycling von Biokunststoffen ist daher immer noch eine Herausforderung, zumal biologisch abbaubare Kunststoffe länger in der Kompostierungsanlage verbleiben müssen als Abfälle wie biologisch abbaubare Kunststoffe. Kunststoffe aus biobasierten Rohstoffen sind nicht unbedingt umwelt- oder klimafreundlicher als Kunststoffe auf fossiler Basis. Während herkömmliche Kunststoffe in der Regel mehr Treibhausgase produzieren, werden einige der nachwachsenden Rohstoffe in Biokunststoffen auf Ackerland angebaut. Damit kann der Anbau mit der Nahrungsversorgung konkurrieren. Perspektive: EU-Recht
Die Europäische Kommission hat sich zum Ziel gesetzt, die Biokunststoffdebatte zu klären. Im Rahmen der Umsetzung des europäischen Aktionsplans zur Kreislaufwirtschaft muss klar geregelt werden, welche Kunststoffe als „kompostierbar“ oder „biologisch abbaubar“ gelten und wie sie zu entsorgen sind. Darüber hinaus möchte der Ausschuss Begriffe wie „biobasiert“, „biologisch abbaubar“ genau definieren und eine Lebenszyklusanalyse entwickeln, um festzustellen, welche Arten von Biokunststoffen vorteilhaft sind.