Forscher des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP entwickeln gemeinsam mit AMSilk neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege. Das Ziel: Das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden.  

IAP entwickelt neues Hochleistungsmaterial 

Biokunststoffe

Faserverarbeitung

Fasern

Medizintechnik

Technik Trend

kunststoffe.de

Biofasern aus Florfliegenseide 

Mit dem „Slider Xite“ der Schneider Schreibgeräte GmbH kommt in diesen Tagen ein Kugelschreiber auf den Markt, dessen Hülle zu 90 % aus biobasiertem Kunststoff besteht. Den Werkstoff auf Basis von Polylactid (PLA) haben Wissenschaftler um V.-Prof. Dr.-Ing. Andrea Siebert-Raths von der Forschernachwuchsgruppe des IfBB - Instituts für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe an der Hochschule Hannover entwickelt und seine Verarbeitung zur fertigen Kugelschreiberhülle zusammen mit ihrem Industriepartner umgesetzt. 

Konsumprodukt aus zu 90% biobasiertem Kunststoff 

Kunststoff Werkstoffe

PLA-Blend umhüllt Kugelschreiber 

Im letzten Jahr hat die Albis Plastic GmbH, Hamburg, viel investiert, international expandiert und ihre Produktionskapazitäten um rund 60 000 t pro Jahr erweitert. Grund genug, um mit dem neuen Geschäftsführer Philip O. Krahn und dem Vice President Technical Compounds Bernd Sparenberg unter anderem über Schlüsselmärkte, die zu knackende 1-Milliarde-Umsatzmarke sowie die Entwicklung additiv zu verarbeitender Werkstoffe zu reden.  

Wachstum trotz Handelsrestriktionen und regionalisierter Märkte 

Compound

Additive Fertigung

Kunststoff-Aufbereitung

Compoundieren

Compoundeure

Spezialitäten in aller Welt 

Mit der Folie Bebo B2nature hat die RPC Bebo Plastik GmbH , Bremervörde, einen Werkstoff für Kaffeekapseln entwickelt, der industriell kompostierbar ist und dem Druck in Kaffeemaschinen standhält. Die mehrlagige Folie mit Sauerstoffbarriere verspricht eine lange Haltbarkeit bei Raumtemperaturen und erhält Kaffeearoma und -qualität in der Kapsel.

Kompostierbare Kaffekapseln 

Folien

Folie Bebo B2nature mit Sauerstoffbarriere 

Thermochrome Materialien verändern je nach Temperatur ihre Farbe; die dafür benötigten Pigmente sind bisher nur erdölbasiert. Forscher des Fraunhofer IAP wollen nun eine biobasierte Alternative für die Lebensmittelindustrie sowie Medizin- und Pharmatechnik entwickeln.  

Fraunhofer IAP entwickelt thermochrome Bio-Pigmente 

Simulation Verpackung

Pigmente

Leicht reizbar 

Um weitere biologisch abbaubare Masterbatchträger hat die AF-Color, Zweigniederlassung der Akro-Plastic GmbH, Niederzissen, ihr Produktportfolio AF-Eco ergänzt.
Die Einfärbung von Biokunststoffen gewinnt zunehmend an Bedeutung und erfolgt heute fast ausschließlich mithilfe von Farbmasterbatches, welche aus polymeren Trägermaterialien und entsprechenden Farbmitteln aufgebaut sind. Die Farbmasterbatches AF-Eco werden auf Basis biologisch abbaubarer Trägerpolymere hergestellt und wurden um eine breite Palette biologisch abbaubarer Masterbatchträger ergänzt. Auf diese Weise könne man Interaktionen mit anderen Polymerbestandteilen eines Compounds minimieren, so der Hersteller. So sei mit dem zertifizierten Farbenpool nahezu jedes Farbziel, selbst Effektfarben mit Perlglanz, realisierbar, so der Hersteller. 

Biologisch abbaubar einfärben 

Additive

Farbstoffe

Masterbatches

Farb-Masterbatches der AF-Eco Serie erweitert 

In duroplastischen Sheet-Molding-Compound-Halbzeugen kann durch die Substitution etablierter Füllstoffe wie beispielsweise Calciumcarbonat durch biobasierte Füllstoffe die Dichte der Harzpaste um bis zu 22 % reduziert werden – bei gleichen mechanischen Eigenschaften. Dies wurde an Füllstoffen überprüft, die als Nebenprodukt bei der Pflanzenöl- und Holzgewinnung anfallen. 

Biobasierte Füllstoffe für Sheet-Molding-Compound-Anwendungen 

Duroplaste

Füllstoffe für Kunststoffe

Die Nachhaltigkeit steckt im Detail 

Lagen bisher eher bioabbaubare Compounds bei der der Bio-Fed, einer Zweigniederlassung der Akro-Plastic GmbH, Niederzissen, im Fokus, kommen nun mit M∙VERA ECS Polyamidcompounds auf Basis nachwachsender Rohstoffe ins Portfolio. Anders als die Produkte der Reihe M∙VERA sind die ECS-Produkte teilweise biobasiert, jedoch nicht biologisch abbaubar. Das PA 6.10 erfüllt die gängige Definition eines Biokunststoffs, da es einen ca. 60 %igen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen besitzt, so der Hersteller. Das Rizinusöl aus den Samen des Wunderbaums bildet hierbei die Grundlage für Sebacinsäure, welche als Basis für den nachwachsenden Rohstoffanteil des Produkts fungiert. 

Technische Anwendungen im Fokus 

Polyamide

Biobasierte PA 6.10-Compounds M VERA ECS 

Die European PET Bottle Plattform (EPBP) hat die Wiederverwertbarkeit von Polyethylenfuranoat (PEF), hergestellt von Synvina C.V., Amsterdam/Niederlande, im europäischen Recyclingmarkt für Flaschen vorläufig genehmigt. Synvina ist ein Joint Venture von Avantium und BASF.  Das Unternehmen produziert und vermarktet Furandicarbonsäure (FDCS) aus nachwachsenden Rohstoffen im Pilotmaßstab und darauf aufbauend auch PEF. 

Synvina erhält vorläufige Genehmigung 

Polyethylenterephthalat

PEF in Kreislaufwirtschaft integrierbar 

Organische Abfälle – sowohl aus der Fischindustrie als auch aus der haushaltsnahen Sammlung – sind eine wertvolle Ressource für die Kunststoffindustrie. Das will das EU-Projekt Dafia zeigen und sie als Rohstoffe für neue, biobasierte Verpackungen nutzen.  

EU-Projekt entwickelt essbare Verpackungen 

Verpackungsmaterial

Dafia: Zweites Leben für Fischabfälle 

Bei der Nutzung pflanzlicher Rohstoffe in der Kunststoffproduktion ist den Wissenschaftlern der Covestro AG , Leverkusen, ein Erfolg gelungen: Die wichtige Grundchemikalie für Polyurethan-Hartschaum Anilin lässt sich jetzt aus Biomasse gewinnen. Der Werkstoffhersteller hat dafür zusammen mit Partnern – zunächst im Labor – ein neues Verfahren entwickelt. Bisher wird Anilin weltweit ausschließlich aus fossilen Rohstoffen wie Erdöl hergestellt. Es spielt in der chemischen Industrie eine bedeutende Rolle und wird als Ausgangsstoff für zahlreiche Produkte gebraucht.

Wissenschaftlicher Erfolg für Covestro 

Schaumstoffe und Vorprodukte

Polyurethan

Syntheseverfahren für Anilin aus Biomasse entwickelt 

Die großen Sportartikelhersteller haben die Nachhaltigkeit für sich entdeckt. Nun zieht auch die Fitnessmarke Reebok nach. Die Adidas-Tochter setzt dabei auf nachwachsende Rohstoffe und will Schuhe mit einer Kunststoffsohle auf Basis von Industriemais auf den Markt bringen. 

Reebok und DuPont wollen Sneaker aus Pflanzen herstellen 

Kontrollierter Schuh-Anbau 

Ein Selfie während einer Dehnübung im Park, das eigene Spiegelbild während einer Fitnessübung oder die Aufnahme von einer wilden Snowboardabfahrt mit der Action-Kamera – ob die Menschen heute aktiver sind als noch vor einigen Jahren, lässt sich schwer einschätzen. Doch wird Sport heute deutlich anders genossen oder gar wahrlich zelebriert. Es zählt viel mehr das Gesamtpaket aus physischer Leistung, neuster Funktionskleidung in der aktuellen Trendfarbe, Utensilien wie Design-Trinkflasche oder Sporthandtuch und elektronischen Gadgets wie Fitnessarmband, Pulsmesser oder Gesundheits-App. 

Flasche aus transparentem, biobasiertem Polyamid Trogamid Terra 

Zelebrierte Sport-Accessoires 

Die Biopro Baden-Württemberg und das Plastics InnoCentre des Innonet Kunststoff werden im Herbst eine Veranstaltungsreihe zu Biokunststoffen beginnen. 

Veranstaltungsreihe zu Biokunststoffen 

Karriere

Green washing oder wirtschaftliche Alternative? 

In Hannover tauschen sich Compoundeure und Produzenten von technischen Kunststoffprodukten über verändernde Märkte mit besonderem Fokus auf die Automobilindustrie und seine Zulieferer aus.  

GKV/TecPart veranstaltet Branchentreffen 

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Deutschland, Österreich, Schweiz

Verbände

Trends der Kunststoffverarbeitung im Fokus  

„Biobasiert“ ist eine Werkstoff- und zugleich eine Produkteigenschaft. Sie beschreibt, dass die Kohlenstoffatome aus der Natur entnommen, also „bio“ sind. Biobasierte Kunststoffe können vollständig oder teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.

„Biobasiert“ ist eine Werkstoff- und zugleich eine Produkteigenschaft. Sie beschreibt, dass die Kohlenstoffatome – im Gegensatz zu fossilen – in unserer Zeit aus der Natur entnommen, also „bio“ sind. Biobasierte Kunststoffe können vollständig oder teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.

Biobasierte Polymere findet man teilweise in der Natur; sie werden großtechnisch aus Kohlenhydraten gewonnen: Zucker, Stärke, Proteine, Cellulose, Lignine, Fette und Pflanzenöle. Beispiele für kommerziell verfügbare, biobasierte Kunststoffe sind Polylactid (PLA), die Gruppe der Polyhydroxyalkanoate (PHA), Cellulosederivate wie Celluloseester (CA) und Cellulosebutyrat (CAB) sowie auch Stärkederivate.

Dazu gehört aber auch z.B. Bio-Polyethylen, das in Brasilien aus Bioalkohol hergestellt wird, der aus Zuckerrohr gewonnen wird. Das Bio-Polyethylen der brasilianischen Braskem besteht vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen. Es hat dieselben Eigenschaften wie herkömmliches Polyethylen, ist aber keineswegs biologisch abbaubar.

Der Einsatz nachwachsender Rohstoffe kann wegen des geringeren Carbon Footprints zu einer höheren Nachhaltigkeit der Kunststoffe führen. Obwohl fossile Ressourcen natürlich sind, sind sie nicht nachwachsend und werden nicht als Basis biobasierter Kunststoffe angesehen. Ein weiterer Grund, nachwachsende Rohstoffe einzusetzen, ist die Verknappung von Erdöl. Seit ca. 2006 werden weniger neue Ölvorkommen gefunden als alte versiegen.

Der gesellschaftliche Nutzen biobasierter Kunststoffe liegt darin, für die Zeit „nach dem Erdöl“ zu sorgen. Zum einen werden weniger fossile Kohlenwasserstoffe verwendet und damit weniger Jahrmillionen gebundenes CO2 in die Atmosphäre eingebracht. Zum anderen wird die Unabhängigkeit von immer knapper werdenden fossilen Rohstoffen vorangetrieben. Es muss allerdings darauf hingewiesen werden, dass die Kunststoffindustrie trotz zunehmendem Einsatz nachwachsender Rohstoffen nur einen geringen Beitrag zur Ölschonung leisten kann. Denn Erdöl wird nur zu wenigen Prozent zur Herstellung von Kunststoffen eingesetzt.

Befürchtungen, Lebensmittelknappheiten würden durch Nutzung der Kohlenhydrate für Biokunststoffe entstehen, sind laut Christian Bonten unbegründet. Hier werde die Tatsache, dass der Weltenergiebedarf nicht mit pflanzlichen Kohlenstoffquellen gedeckt werden kann, verwechselt mit dem weit geringeren Bedarf an Kohlenhydraten, um Kunststoffe herzustellen. Um sämtliche Kunststoffe auf Basis von Biomasse herzustellen, würde man seiner Einschätzung zufolge nur 5% der gesamten Nutzagrarfläche benötigen.

Es gibt Quellen, die errechnet haben, dass sogar die brachliegenden Ackerflächen in Europa für dessen gesamten Kunststoffbedarf ausreichen würden. Stimmt das, stünden wir laut Bonten vor einem Erfolgsmodell, unsere Landwirtschaft subventionsfrei und voll ausgelastet betreiben zu können. Der Leiter des Instituts für Kunststofftechnik der Universität Stuttgart weist zudem darauf hin, dass bei all den Berechnungen vergessen wird, dass die Meere voller Kohlenhydrate in Form von Algen sind. Deren Trocknung ist lediglich derzeit zu unwirtschaftlich. (me)

[1] R. Essel: „Biobasierte Kunststoffe – Eine ökologische Alternative?“, Kunststoffe 08/2012

Christian Bonten- Kunststofftechnik, 10/2016, 528 Seiten, € 49,00, ISBN: 978–3–446–44674–8, S.439 – 443

Pro Jahr geernteter Agrarbiomasse: Für biobasierte Kunststoffe dient nur ein verschwindend kleiner Anteil

Biobasierte Kunststoffe

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