Ob Folien, Kabel, Autoreifen, Verpackungen oder Kinderspielzeug: Viele Alltagsgegenstände bestehen aus Plastik. Die vielseitige Anwendbarkeit von Kunststoff ermöglichen oft Weichmacher, die das Material nicht nur weicher, sondern auch geschmeidiger, flexibler, elastischer oder belastbarer machen. Doch auch Weichmacher bestehen wie herkömmliche Kunststoffe zum Großteil aus dem wenig klimafreundlichen und endlichen Rohstoff Erdöl. Im Projekt „Bioweichmacher“ haben Partner aus Forschung und Wirtschaft seit 2017 daher an einer nachhaltigen Alternative geforscht. An dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 600.000 Euro geförderten Vorhaben waren das Institut für Technische Biokatalyse der TU Hamburg-Harburg, die Universität Bielefeld und das Chemieunternehmen BASF SE beteiligt.

Mit Zucker aus Abfallströmen Phthalate herstellen

Im Fokus des Projektes standen Phthalate. Sie gehören zu den am häufigsten verwendeten Weichmachern. „Weltweit werden jährlich über neun Millionen Tonnen Weichmacher produziert, wobei Phthalate mehr als die Hälfte des Herstellvolumens ausmachen“, erklärt Projektleiter Harald Gröger. Ein aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellter Weichmacher hätte nicht nur ein großes wirtschaftliches Potenzial, sondern würde erhebliche Mengen des Klimagases CO₂ einsparen und einen Beitrag zur zirkulären Kreislaufwirtschaft leisten. Zudem wären biobasierte Weichmacher im Vergleich zum erdölbasierten Pendant auch gesundheitlich unbedenklich.

Das Forschungskonsortium hat nun einen Weg gefunden, Phthalate aus erneuerbaren Rohstoffquellen herzustellen. „So können Zucker aus Abfallströmen aus der Lebensmittelproduktion wie beispielsweise Kleie eingesetzt werden oder Zucker aus Holz, also Cellulose“, erklärt Gröger. Die Herstellung dieser neuen Weichmacher war jedoch mit der Herausforderung verbunden, dass diese – ebenso wie die konventionellen Weichmacher – leicht herstellbar, günstig und mit chemisch vergleichbaren Eigenschaften ausgestattet sind.

Neue Perspektive für marktfähige Bio-Weichmacher

 „Wir haben zunächst auf Basis von erneuerbaren Rohstoffen Moleküle hergestellt, die als alternative Weichmacher in Frage kommen. Diese neuen Moleküle haben wir charakterisiert – also neben ihrem molekularen Aufbau ihre Eigenschaften ermittelt“, erklärt der Chemiker. In den Anwendungstests zeigte sich dann, dass die biobasierten Weichmacher schon heute in vielen Bereichen mit den bisherigen Weichmachern mithalten können. „Damit verfügen wir nun über eine Leitstruktur – also einen Grundbaustein für neuartige Weichmacher, der biobasiert ist und einen Großteil der technischen Anforderungen erfüllt“, resümiert der Forscher. „Langfristig ist das eine hervorragende Perspektive, um in Zukunft marktfähige biobasierte Weichmacher zu entwickeln.“

bb