Biokunststoff
Biokunststoffe sind nicht ein einzelnes Material, sondern eine ganze Familie von Werkstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen. Laut European Bioplastics gilt ein Kunststoff als Biokunststoff, wenn er biobasiert, biologisch abbaubar oder beides ist.
Weltweit werden jährlich rund 140 Millionen Tonnen Kunststoff verbraucht. Dafür müssen etwa 150 Millionen Tonnen fossiler Brennstoffe verarbeitet werden, und es entstehen enorme Abfallmengen, deren Abbau Tausende von Jahren dauern kann – wenn sie sich überhaupt abbauen. Beim Verbrennen erdölbasierter Kunststoffe gelangt der enthaltene Kohlenstoff in die Atmosphäre und trägt zur Erderwärmung bei; eine unsachgemäße Entsorgung schadet Wild- und Wassertieren. Biokunststoffe bieten eine positive Alternative: Sie basieren nicht auf fossilen Ressourcen und können biologisch abgebaut werden.
01Vorteile
Heute gibt es für nahezu jeden konventionellen Kunststoff und jede Anwendung eine Biokunststoff-Alternative. Biokunststoffe haben dieselben Eigenschaften wie konventionelle Kunststoffe und bieten zusätzliche Vorteile wie einen geringeren CO₂-Fußabdruck und weitere Entsorgungsoptionen am Ende der Nutzungsdauer, etwa die Kompostierung. Biokunststoffe sind ein wesentlicher Bestandteil der Bioökonomie und eine schnell wachsende, innovative Branche mit dem Potenzial, Wirtschaftswachstum von Ressourcenverbrauch und Umweltbelastung zu entkoppeln.
Biobasiert bedeutet, dass ein Material oder Produkt (teilweise) aus nachwachsender Biomasse hergestellt ist, etwa aus pflanzlichen Fetten und Ölen, Mais- und Erbsenstärke, Cellulose oder Zuckerrohr. Biologisch abbaubare Kunststoffe durchlaufen einen chemischen Prozess, bei dem in der Umwelt vorhandene Mikroorganismen sie in natürliche Stoffe wie Wasser, Kohlendioxid und Kompost umwandeln. Der Prozess hängt von den Umgebungsbedingungen (Ort, Temperatur), dem Material und der Anwendung ab.
02Einordnung
„Biobasiert“ ist nicht gleichbedeutend mit „biologisch abbaubar“. Die biologische Abbaubarkeit hängt nicht von der Rohstoffbasis eines Materials ab, sondern von seiner chemischen Struktur.
03Biologische Abbaubarkeit
Biologischer Abbau ist ein chemischer Prozess, bei dem Mikroorganismen in der Umwelt einen Stoff in natürliche Bestandteile wie Wasser, Kohlendioxid und Kompost zerlegen. Er hängt von Umweltfaktoren wie Ort und Temperatur ab.
Biologisch abbaubarer Kunststoff baut sich zwar ab, benötigt dafür aber besondere Bedingungen: Mikroorganismen oder Pilze, häufig in Kombination mit UV-Licht und Wärme, um den Prozess in Gang zu setzen.
Kompostierbarer Kunststoff ist eine Untergruppe der biologisch abbaubaren Kunststoffe. Die Kennzeichnung „kompostierbar“ bedeutet nicht, dass das Produkt auf den heimischen Kompost darf: Der Prozess findet in der Regel unter industriellen Bedingungen statt – bei konstanter Temperatur, je nach Material über Tage oder Wochen.
Rund 50 % des Biokunststoffmarkts; thermoplastische Stärke ist derzeit der am weitesten verbreitete Biokunststoff. Reine Stärke nimmt Feuchtigkeit auf, daher werden Weichmacher wie Sorbit und Glycerin zugesetzt, um sie thermoplastisch verarbeitbar zu machen.
z. B. Verpackungschips
Vor allem Celluloseester – Celluloseacetat, Nitrocellulose – und ihre Derivate, etwa Celluloid.
z. B. Blisterverpackungen
Vor allem Polyhydroxyalkanoate (PHA), Poly-3-hydroxybutyrat (PHB) und Polymilchsäure (PLA).
z. B. Trinkhalme aus PLA-Blend
04Erneuerbare Quelle
Biobasierte Kunststoffe werden aus erneuerbaren Quellen statt aus fossilen Brennstoffen hergestellt: aus Mais, Kartoffeln, Reis, Soja, Zuckerrohr, Weizen oder Pflanzenölen. Ihre Herstellung erfordert in der Regel weniger fossile Energie und verursacht weniger Treibhausgase.
Verkehr und Industrie setzen große Mengen schädlicher Gase frei, darunter Kohlendioxid. Zuckerrohr nimmt – wie andere Pflanzen auch – während des Wachstums große Mengen CO₂ auf. Produkte aus Zuckerrohr sind ebenso stabil wie ihre fossilen Pendants, lassen sich daher genauso vielseitig einsetzen und sind nach dem Gebrauch zu 100 % recycelbar.
05Anwendungen
Der Medizinsektor stellt völlig andere Anforderungen: Es müssen höchste Qualitätsstandards gewährleistet sein, was zu Kosten von über 1.000 € pro Kilo führen kann.
Mulchfolien und zersetzbare Blumentöpfe hinterlassen keine Rückstände im Boden und sparen Zeit und Kosten, da sie einfach untergepflügt werden können.
Mitsubishi Plastics steigerte die Wärmebeständigkeit und Festigkeit von Polymilchsäure durch die Kombination mit anderen biologisch abbaubaren Kunststoffen und Füllstoffen und setzte das Ergebnis für Kunststoffgehäuse ein.
Einweggeschirr, Besteck, Schalen, Burgerboxen und Trinkhalme werden nach einmaligem Gebrauch mitsamt den Speiseresten entsorgt. Z. B. Trinkhalme aus PLA-Blend.
Einkaufstüten, die anschließend für Bioabfall weiterverwendet und dann kompostiert werden können; Schalen für Eier, Obst, Gemüse und Fleisch; Flaschen für Erfrischungsgetränke und Milchprodukte. Z. B. Blumenverpackung aus PLA-Blend.
Atmungsaktive und dennoch wasserdichte, weiche Biokunststofffolien für Windeln, Bettunterlagen, Inkontinenz- und Damenhygieneprodukte sowie Einweghandschuhe.
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