Biobasiert und biologisch abbaubar, bei gleichen oder besseren Materialeigenschaften: So wünscht sich die Industrie die Kunststoffe von morgen. Schon heute gibt es einige Kunststoffe, die als biologisch abbaubar gelten. Doch in der Praxis zeigt sich oft, dass sie dies nur unvollständig oder unter bestimmten Umständen sind. Wirklich gut biologisch abbaubare Kunststoffe erfüllen hingegen oftmals nur bestimmte Materialanforderungen. An der Dualen Hochschule Baden-Württemberg in Karlsruhe hat ein Forschungsteam nun eine mögliche Antwort auf dieses Problem gefunden.

Keine Konkurrenz zum Nahrungsmittelanbau

Die Forschenden um Axel Kauffmann und Lukas Walter verfolgen dazu ein neues Konzept: Kunststoffe mit programmierbarer Abbaubarkeit. Eingesetzt werden sollen sie als Verpackungen, denn allein in Deutschland fallen jährlich 6,2 Mio. Tonnen Kunststoffverpackungen an. Nur etwa die Hälfte wird wiederverwertet, große Mengen landen als Müll in der Natur. Außerdem sollen die Kunststoffpolymere, die das Karlsruher Team verwendet, zwar biobasiert sein, aber nicht mit dem Nahrungsmittelanbau konkurrieren.

Die Anforderungen im Forschungsprojekt „Biobasierte Polymersysteme mit programmierbarer Abbaubarkeit“ (PolyProg) waren daher entsprechend hoch: biobasierte Reststoffe als Rohstoffe; die Polymere schäumbar und zu dreidimensionalen Produkten thermoformbar und der Kunststoff stabil, wasserfest und zu festgelegten Zeitpunkten in festgelegter Zeit vollständig biologisch abbaubar.

Mehrere Prototypen hergestellt

Im Verlauf des vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderten Projekts verfolgte das Team mehrere Ansätze mit unterschiedlichen biologisch abbaubaren Materialien für eine programmierte Abbaubarkeit. Die Fachleute entwickelten verschiedene Verbundmaterialien und formten daraus mehrere Prototypen.

„Die innovative Neuheit des Projekts besteht darin, dass es nicht nur vollständig biobasiert ist, sondern auch Abfälle aus der Landwirtschaft mit eingearbeitet wurden“, betont Walter. Der Verbundstoff könne außerdem zu Biogas vergoren werden. „Das Material ist daher sehr nachhaltig und kann einen echten Beitrag zur Reduzierung der Umweltbelastung durch Plastikmüll leisten“, resümiert der Forscher. Zwei Folgeprojekte sollen nun auf den gewonnenen Erkenntnissen aufbauen und programmiert biologisch abbaubare Polymere in unterschiedlichen Anwendungen bis zur Marktreife weiterentwickeln.

bl