Bioplastik

Was ist ein Bioplastik?

Bioplastiks sind polymere Werkstoffe, die chemisch oder biologisch aus erneuerbaren Biomasse-Ressourcen synthetisiert werden.

Obwohl sie nicht unbedingt biologisch abbaubar sind, werden sie aufgrund ihrer Kohlenstoffneutralität als umweltfreundliche Kunststoffe bezeichnet. Da die Rohstoffe, die chemischen Strukturen, die Herstellungsverfahren und die Funktionen unterschiedlich sind, ist es wichtig, die Eigenschaften der einzelnen Materialien zu kennen und das richtige zu verwenden.

Anwendungen von Bioplastiks

Bioplastiks werden im Zuge der verstärkten Umweltmaßnahmen in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt. Zu den spezifischen Verwendungszwecken gehören die folgenden:

• Non-Food-Behälter und Verpackungen
• Bekleidungstextilien
• Elektro- und Informationsgeräte
• Geräte für die Büroautomation
• Kraftfahrzeuge
• Umweltfreundliche Bildungseinrichtungen
• Polstermöbel
• Kunstrasen
• Hitzebeständige Geschirrbehälter

Funktionsweise der Bioplastiks

Bioplastiks sind polymere Werkstoffe, die chemisch oder biologisch aus erneuerbaren Biomasse-Ressourcen synthetisiert werden. Mit anderen Worten: Bioplastiks werden aus Pflanzenmaterial hergestellt, das durch Photosynthese unter Verwendung von Kohlendioxid wächst.

Selbst wenn Bioplastiks verbrannt werden und dabei Kohlendioxid freigesetzt wird, ist die Gesamtmenge des während des Wachstums aufgenommenen und bei der Verbrennung freigesetzten Kohlendioxids plus/minus Null, so dass sie weitgehend kohlenstoffneutral sind. Bioplastiks können biologisch abbaubar oder nicht biologisch abbaubar sein. Es gibt Bestrebungen, sie biologisch abbaubar zu machen und in den Boden zurückzuführen, um einen Kreislauf zu erreichen, in dem Pflanzen als Rohstoffe angebaut werden. So können pflanzliche Rohstoffe für Bioplastiks angebaut werden und sind im Gegensatz zu erdölbasierten Rohstoffen nicht der Erschöpfung unterworfen.

Arten von Bioplastiks

Es gibt drei Hauptarten von Bioplastiks. Die gebräuchlichsten von ihnen werden aus Biomasse-Ressourcen hergestellt, einschließlich ungenießbarer Teile wie Zuckerrohr und Mais.

1. Biologisch abbaubare Bioplastiks

Biologisch abbaubare Bioplastiks sind Kunststoffe, deren Rohstoffe Biomasse-Ressourcen sind und die biologisch abbaubar sind. Typische Beispiele sind Polymilchsäure und Polyhydroxyalkanoat (PHA). Von den vielen biologisch abbaubaren Kunststoffen ist Polymilchsäure (PLA) der am meisten kommerzialisierte. Aufgrund ihrer schwierigen Formbarkeit, ihres hohen Preises und ihrer geringen Festigkeit wird sie jedoch nur in begrenztem Umfang eingesetzt.

2. Nicht biologisch abbaubare Bioplastiks

Nicht biologisch abbaubare Bioplastiks sind Kunststoffe, deren Ausgangsmaterial eine Biomasse-Ressource ist, die aber nicht biologisch abbaubar ist. Typische Beispiele sind Biopolyethylen und Biopolyamid. Sie sind nicht biologisch abbaubar, können aber Kohlenstoffneutralität erreichen. Obwohl sie leichter zu handhaben sind als biologisch abbaubare Kunststoffe, ist ihre Verwendung aufgrund ihres höheren Preises im Vergleich zu Standardkunststoffen begrenzt.

3. Teilweise auf Biomasse basierende Kunststoffe

Teilweise auf Biomasse basierende Kunststoffe sind Kunststoffe, die unter Verwendung von Biomasserohstoffen als Teil des Rohmaterials hergestellt werden. Beispiele sind Polypropylenterephthalat (PPT), das aus einem Rohstoff, Propylenglykol, durch Fermentation hergestellt wird. Auch Copolymere aus Polymilchsäure und Produkte auf Celluloseacetatbasis gehören zu dieser Kategorie.

Weitere Informationen über Bioplastiks

1. Beziehung zu biologisch abbaubaren Kunststoffen und Bioplastik

Der Unterschied zwischen Bioplastiks und biologisch abbaubaren Kunststoffen besteht darin, dass Bioplastiks durch ihren Rohstoff definiert sind, während biologisch abbaubare Kunststoffe durch ihre Funktion definiert sind.

Bioplastiks sind, wie bereits erwähnt, chemisch oder biologisch synthetisierte polymere Werkstoffe, bei denen erneuerbare Biomasse-Ressourcen als Rohstoff verwendet werden. Einige Biomasse-Rohstoffe sind biologisch abbaubar, andere nicht.

Biologisch abbaubare Kunststoffe hingegen sind Kunststoffe mit Eigenschaften, die ihre Zersetzung durch die Einwirkung von Mikroorganismen in der Umwelt ermöglichen, wobei die Rohstoffe nicht unbedingt biologischen Ursprungs sein müssen. Polybutylenterephthalat (PBAT) beispielsweise kann aus fossilen Ressourcen gewonnen und aus Erdöl hergestellt werden, oder aus Biomasse und aus Zuckerrohr.

Biologisch abbaubare Kunststoffe werden in Einkaufstaschen, Produktverpackungen, Drainagenetzen, Computerteilen, Erdsäcken, Angelschnüren und landwirtschaftlichen Mulchfolien verwendet. Sie werden unter dem Begriff Biokunststoffe zusammengefasst.

2. Umwelt rund um Bioplastiks

Die weltweiten Bemühungen um die Bewältigung von Umweltproblemen, insbesondere der globalen Erwärmung, begannen mit dem Kyoto-Protokoll von 1997. Es wird davon ausgegangen, dass die globale Erwärmung durch Treibhausgase wie Kohlendioxid verursacht wird, und es wurde ein internationaler Rahmen zur Kontrolle ihrer Emissionen geschaffen. Der Rahmen des Kyoto-Protokolls war auf Industrieländer beschränkt, doch das Pariser Abkommen von 2013 schließt auch Entwicklungsländer ein.

Vor diesem Hintergrund ergreifen die Länder Maßnahmen zur Verringerung ihrer Kohlendioxidemissionen, und die Umstellung auf Bioplastiks ist eine davon. Allerdings werden Bioplastiks noch selten aus 100 % Biomasse-Materialien hergestellt, was bei der Entsorgung zu den gleichen Problemen führen kann wie bei herkömmlichen Kunststoffen. Außerdem sind sowohl technologische Innovationen als auch gesetzliche Regelungen erforderlich.

3. Probleme mit Bioplastiks

Wie bei herkömmlichen Kunststoffen gibt es auch bei Bioplastiks Probleme mit Mikroplastik. Viele der heute verwendeten Bioplastiks sind nur teilweise biologisch abbaubar, und die verbleibenden Kunststofffragmente, die nicht zersetzt werden, werden von der äußeren Umgebung zerkleinert, aber nicht abgebaut.

Das Endergebnis ist Mikroplastik mit einer Größe von einigen Mikrometern bis zu mehreren zehn Mikrometern, das sich im Körper von Tieren anreichert und vermutlich negative Auswirkungen auf Ökosysteme und den menschlichen Körper in der Nahrungskette hat.