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01.07.2016

Orange Schale, grüner Kern

Biokunststoff PLimC aus Orangenschalen und Kohlendioxid

Orangenschalen und Kohlendioxid – mehr brauchten die Forscher von der Universität Bayreuth für ihren neuen Bio-Kunststoff nicht. Dabei soll PLimC nicht nur ein Kunststoff mit Biosiegel sein, sondern herkömmlichen Kunststoffen in Leistung und Anwendungsvielfalt in Nichts nachstehen.

Die Basiszutat für den Bio-Kunststoff PLimC bilden unter anderem Orangenschalen. Damit soll es erstmals gelungen sein, allein auf Basis nachwachsender Rohstoffe ein  breites Spektrum leistungsstarker Kunststoffe herzustellen (© Fotolia.com/Gerhard Zwerger-Schoner)

Die Basiszutat für den Bio-Kunststoff PLimC bilden unter anderem Orangenschalen. Damit soll es erstmals gelungen sein, allein auf Basis nachwachsender Rohstoffe ein breites Spektrum leistungsstarker Kunststoffe herzustellen (© Fotolia.com/Gerhard Zwerger-Schoner)

Man nehme Orangenschalen, entziehe ihnen den Naturstoff Limonen, oxidiere ihn und verbinde ihn mit Kohlendioxid (CO2): Und schon hat man einen biobasierten Kunststoff, aus dem sich ohne hohe Kosten umweltfreundliche Funktionsmaterialien für verschiedenste industrielle Anwendungen herstellen lassen. „PLimC“ ist der Name dieses grünen Alleskönners, den Forscher an der Universität Bayreuth synthetisiert haben. Er soll es erstmals ermöglichen, allein auf Basis nachwachsender Rohstoffe ein breites Spektrum leistungsstarker Kunststoffe herzustellen.

PLimC ist ein Polycarbonat (PC), das aus einer Synthese von Limonenoxid mit Kohlendioxid hervorgeht. So ist gewährleistet, dass es im Unterschied zu herkömmlichen PC nicht die gesundheitsschädliche Substanz Bisphenol A enthält. Zudem bringt der neue bio-basierte Kunststoff eine Reihe von Eigenschaften mit, die ihn für industrielle Anwendungen attraktiv machen. „Wir haben an einigen konkreten Beispielen gezeigt, dass sich PLimC hervorragend als Grundstoff eignet, aus dem sich vielseitige Kunststoffe mit sehr spezifischen Eigenschaften entwickeln lassen. PLimC besitzt nämlich eine Doppelbindung, die gezielt für weitere Synthesen genutzt werden kann“, erklärt Forschungsteamleiter Prof. Dr. Andreas Greiner.

Das Team in einem Labor der Bayreuther Polymerforschung: (v.l.n.r.) Prof. Dr. Seema Agarwal, Oliver Hauenstein( M.Sc.) und Prof. Dr. Andreas Greiner (© Christian Wißler)

Das Team in einem Labor der Bayreuther Polymerforschung: (v.l.n.r.) Prof. Dr. Seema Agarwal, Oliver Hauenstein( M.Sc.) und Prof. Dr. Andreas Greiner (© Christian Wißler)

Vielseitige Anwendungen

Ein Beispiel für solche neuen PLimC-basierten Kunststoffe sind antimikrobielle Polymere, die beispielsweise imstande sind, eine Anlagerung von E.Coli-Bakterien zu verhindern. Als Materialien für Behälter, die in der medizinischen Versorgung und Pflege zum Einsatz kommen, können sie das Infektionsrisiko nicht zuletzt in Krankenhäusern deutlich senken. Auch für die Herstellung von Kunststoff-Implantaten, von denen möglichst keine Entzündungsrisiken ausgehen sollen, könnte PLimC als Material zum Einsatz kommen.

Ein anderes Beispiel sind meerwasserlösliche Polymere, die sich im salzigen Meerwasser in ökologisch unbedenkliche Bestandteile auflösen und anschließend zersetzen. PLimC ist ebenso ein Grundstoff für hydrophile Polymere. Diese wiederum haben den Vorteil, dass sie eine hohe Wechselwirkung mit Wasser aufweisen und dadurch vergleichsweise schnell von Mikroorganismen abgebaut werden können.

Umweltfreundlich und für sehr hohe Anforderungen geeignet

Strukturformel des biobasierten Kunststoffs PLimC (© Universität Bayreuth/Oliver Hauenstein)

Strukturformel des biobasierten Kunststoffs PLimC (© Universität Bayreuth/Oliver Hauenstein)

„Wenn wir gezielt neue Materialien auf der Grundlage von PLimC entwickeln wollen, sind der Phantasie fast keine Grenzen gesetzt“, erklärt Oliver Hauenstein. Die Herstellung von PLimC sei einfach zu handhaben und ausgesprochen umweltfreundlich. Die Schalenabfälle von Unternehmen, die Orangensäfte produzieren, können recycelt werden, und ebenso kann das Treibhausgas CO2 verwertet werden, bevor es in die Atmosphäre entweicht. „Zudem sind die vielfältigen Kunststoffe, die auf Basis von PLimC ohne großen technischen oder finanziellen Aufwand synthetisiert werden können, ökologisch unbedenklich und recyclebar.“

Prof. Greiner fügt hinzu: „Die Kunststoff-Industrie steht ja häufig unter dem Verdacht, dass sie ihre technologischen Fortschritte nur mit ökologisch bedenklichen Materialien erzielen kann, was so natürlich nicht richtig ist.“ Die Ergebnisse des Forschungsteams würden zeigen, dass moderne Kunststoffe umweltfreundlich sind und zugleich sehr hohen technischen Anforderungen gerecht werden. (me)

Universität Bayreuth

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