Kunststoffe sind aus unserem Alltag kaum noch wegzudenken. Ob Folien, Kabel oder Kunstleder – PVC (Polyvinylchlorid) ist aufgrund seiner Materialeigenschaften vielseitig einsetzbar. Gemessen an seinem Produktionsvolumen, ist PVC nach Polyethylen und Polypropylen mittlerweile der drittwichtigste Kunststoff weltweit. Doch vor allem das sogenannte Weich-PVC, das häufig für Kabelisolatoren, Fußbodenbeläge oder Schläuche verwendet wird, steht immer mehr in der Kritik. Der Grund: Es enthält es bis zu 40% Weichmacher, die das Material nicht nur weich machen, sondern auch für eine bessere Temperatur- und Wetterbeständigkeit sorgen sowie Zähigkeit und Elastizität erhöhen sollen. Viele dieser Weichmacher, vor allem die sogenannten Phthalate, sind jedoch gesundheitlich bedenklich und können beispielsweise den Hormonhaushalt stark beeinflussen.

Neue biobasierte Weichmacher

Deswegen haben es sich das Institut für Technische Biokatalyse der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH), die Universität Bielefeld und die BASF SE zum Ziel gemacht, eine neuartige, biobasierte Alternative zu herkömmlichen Weichmachern in PVC zu entwickeln: Das gemeinsame Projekt „Bioweichmacher“ ist Teil des Ideenwettbewerbs „Neue Produkte für die Bioökonomie“, der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der „Nationalen Forschungsstrategie 2030“ gefördert wird. Das Ziel des Konsortiums: Weichmachermoleküle für Produkte zu entwickeln, die Mensch und Umwelt schonen.

Der Ideenwettbewerb des BMBF ist in zwei Phasen unterteilt: In der ersten Phase, der Sondierungsphase, wurde die Idee der Bioweichmacher entwickelt und ein entsprechendes Konsortium gebildet. In der aktuellen Machbarkeitsphase, die noch bis zum 31.05.2020 laufen wird, werden Synthesemethoden für die neuartigen Weichmachermoleküle entwickelt und diese auf ihre Anwendbarkeit und Toxikologie untersucht.

Mit Enzymen zur nachhaltigen PVC-Produktion 

Im Detail streben die Forscher an, Moleküle zu entwickeln, die eine nachhaltige Alternative zu bestehenden PVC-Produkten bieten – ohne Wert- und Funktionsverlust. Zugleich sollen sie auf Basis nachwachsender Rohstoffe sowohl ökologisch als auch ökonomisch effektiv synthetisiert werden können. Die Biochemiker verwenden dazu unter anderem Enzyme, die den Energieeinsatz verringern und die Bildung von schädlichen und umweltbelastenden Nebenprodukten vermeiden sollen. Um mehr über den Prozess zu erfahren, werden die einzelnen Reaktionsschritte durch eine Infrarot-Spektroskopie analysiert. Hierbei regt die Wärme das Schwingungs- und Absorptionsverhalten von Molekülen an und gibt Aufschluss über die chemischen Prozessreaktionen.

jmr