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Biokunststoffe werden zu Bausteinen der Bioökonomie Ein neuartiger Kunststoff kann aus Abfällen produziert und problemlos abgebaut werden. Polyhydroxybuttersäure heißt der Werkstoff, aus dem sich künftig etwa Einwegprodukte und Wegwerfartikel herstellen lassen.
Noch lassen sich fossile Kunststoffe nicht im großen Stil ersetzen – daher hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF die Forschungsinitiative „Bioökonomie International“ ins Leben gerufen; im Rahmen dieser Initiative gelang es jetzt Forschern des Fraunhofer-Instituts für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK), dem Fachgebiet für Bioverfahrenstechnik der TU Berlin, regionalen Industriepartnern und internationalen Forschungspartnern aus Malaysia, Kolumbien und den USA ein Verfahren zur Produktion von Biopolymeren weiterzuentwickeln. Neue Projekte für das BMBF-Förderprogramm können übrigens noch bis zum 19. März 2021 beim Projektträger Jülich (PtJ) eingereicht werden.
Der Kunststoff Polyhydroxybuttersäure (PHB) wird in dem neuen Verfahren aus industriellen Reststoffen, wie beispielsweise Abfallfetten mit hohem mineralischem Reststoffanteil, hergestellt. In speziellen Fermentationsprozessen können Mikroorganismen diese Reststoffe verstoffwechseln. Sie lagern das PHB als Energiespeicher in ihren Zellen ein. „Nachdem der Kunststoff aus der Zelle der Organismen herausgelöst wurde, lässt er sich jedoch noch nicht industriell verwerten, da er viel zu langsam erstarrt", sagt Christoph Hein, Abteilungsleiter Mikroproduktionstechnik am Fraunhofer IPK. Durch spezielle Nachbearbeitungsschritte werde das Rohmaterial daher mit chemischen Zusatzstoffen gemischt. Indem sie Plastifizierungs- und Verarbeitungsparameter anpassten, konnten die Forschungsteams beispielsweise die Rekristallisationszeit so modifizieren, dass sie den industriellen Anforderungen an die Verarbeitungszeit gerecht wurde. 4
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© Fraunhofer IPK/Andy King
Neuer Kunststoff ist vergleichbar mit Polypropylen
Compoundierte und granulierte Polyhydroxybuttersäure (PHB)
Das Ergebnis ist ein Kunststoff, der vergleichbare Eigenschaften wie Polypropylen (PP) aufweist. Im Gegensatz zu PP sei er allerdings in einem Zeitraum von sechs bis zwölf Monaten vollständig abbaubar. Auch hochwertige Kunststoffteile für spe-
zielle Anforderungen könne man auf diese Weise herstellen, so die Entwickler. // Weitere Infos: www.ipk.fraunhofer.de Einzelheiten zur Förderinitiative: www.bioeconomy-international.de/2021
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