austropack Ausgabe 01 | 2021

14 1|2021  FH KOLUMNE Kolumne Verpackung! Materialien: Biokunststoff Kunststoffe wurden in dieser Kolumne bereits besprochen, mit der Ausnahme von Biokunststoffen. Diese sind ein gesondertes Thema, da sie einen weiten Bogen von Materialien umfassen. Biokunststoffe bilden im Bereich der Verpackungsmaterialen eine kleine, aber stark wachsende Nische. A ls Biokunststoffe werden im allgemei- nen Werkstoffe verstanden, die entweder biobasiert oder biolo- gisch abbaubar sind, natürlich können sie auch beides sein. Da der Begriff Biokunststoffe aber nicht genau definiert ist, ist nur eine grobe Gruppierung möglich, welche sich gewöhnlich nach den Ausgangsmaterialien richtet. Strukturell bestehen Biokunst- stoffen, wie auch die regulären Kunststoffe aus langen Molekül- ketten, die aus sich immer wieder wiederholenden Monomeren zusammengesetzt sind und so Ketten oder Netze bilden, die sogenannten Polymere. Die biobasierten und/oder biologisch abbaubar Materialien las- sen sich in Gruppen teilen, die durch Verarbeitungsmethoden oder verwendete Grundmaterialien unterschieden werden: Biobasiert und nicht biologisch abbaubar sind Kunststoffe, die Bestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen enthalten. Diese Materialien werden auch als Drop-in-Lösungen bezeich- net. Die Monomere oder Polymere werden mithilfe bekannter Syntheseverfahren zu Kunststoffen verarbeitet, die dieselben Eigenschaften aufweisen wie herkömmliche Kunststoffe. Bei der Herstellung von Bio-PET werden beispielsweise bis zu 30 Prozent an fossilen Rohstoffen eingespart. Für gewöhnlich wird der für die Produktion erforderliche Alkohol (in diesem Fall Diol) aus natürlichen Ressourcen gewonnen. In weiterer Folge kann das Material wie reguläres PET verwendet und re- cycelt werden. Sollten in Zukunft neue Verarbeitungsprozesse entwickelt werden, bei denen auch andere Bestandteile aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden, kann dies zusätzlich fossile Ressourcen schonen. Aktuell werden neben Polyethylenterephthalat (PET) auch Polyolefine – die wichtigs- ten Vertreter sind Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) und Polyamid (PA) – hergestellt. Polyethylenfuranoat (PEF), ein sich noch in der Entwicklung befindlicher Kunststoff, wird zur Gän- ze aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und weist mit PET vergleichbare beziehungsweise was die Barriere betrifft sogar bessere Eigenschaften auf. Es könnte auch zusammen mit PET recycelt werden. ���������������������������������������������������������������� Biobasierte Kunststoffe, die auch biologisch abbaubar sind, basieren auf verschiedenen natürlichen Grundstoffen und werden in unterschiedlichen Verfahren verarbeitet. Die bekanntesten Kunststoffe aus dieser Gruppe sind jene, die auf Stärke wie Mais, Weizen oder Kartoffeln aber auch auf landwirtschaftlichen Abfällen basieren. Aber auch Poly- milchsäure (PLA), die aus zu Milchsäure fermentiertem Zu- cker gewonnen wird, ist bereits breit im Handel zu finden. Ebenfalls fermentativ hergestellt werden Polyhydroxyalka- noate (PHA), dabei werden Speicher- und Reservestoffe von Bakterien verarbeitet. Zellulosederivate entstehen aus dem Polysaccharid Zellulose, und Polybutylensuccinate (PBS) wer- den aus der Synthese von Bernsteinsäure und Butandiol ge- wonnen. Diese Werkstoffe werden gerne für Bioprodukte wie Obst und Gemüse als Packstoffe verwendet. Die Verwendung für Bioprodukte und Lebensmitteln, die in kleinen Mengen produziert werden, beruht auf den niedrigen Produktions- mengen dieser Kunststoffe und den damit einhergehenden noch hohen Preisen. Ebenfalls in die Kategorie der Biokunststoffe fallen petroba- sierte, biologisch abbaubare Kunststoffe. Hier werden petro- basierte Ausgangsstoffe zu Polyesterverbindungen verarbei- tet, die biologisch abbaubar sein können. Die verbreiteten Materialien sind Petro Caprolactone (PCL) und Polybutylena- dipat-Terephthalat (PBAT), die als Mischungen mit anderen Materialen wie etwa Polymilchsäure gemischt verarbeitet werden, um ihre Eigenschaften zu verbessern. Die Materia- lien weisen dann eine hohe Wasserdampfbarriere auf und sind zum Beispiel als Folien gut maschinengängig. Biologisch abbaubar sollte hier auf keinen Fall mit Oxo-Ab- baubarkeit verwechselt werden. Oxo-abbaubare Kunststoffe enthalten Metallionen, die durch UV-Licht oder Wärme und Sauerstoff oxidiert werden. Dabei zerfällt die Kunststoff- struktur in Mikroplastikfragmente. Bei biologisch abbauba- ren Stoffen hingegen bleiben nur CO 2 , Wasser, anorganische Verbindungen und Biomasse zurück. Die Artikel bieten sich zum Sammeln an und sollen als Wissensbasis, Referenz und Argumentationsgrundlage dienen.