Verbundvorhaben „Bio2Bottle“ 29. Mrz 2021 Von Bettina Reckter

Bioplastikflaschen bioabbaubar und haltbar zugleich

Es klingt wie die Quadratur des Kreises: die Entwicklung von biobasiertem und recycelbarem Kunststoff, der dennoch extrem haltbar ist und sich zum Beispiel zum Aufbewahren von Reinigungsmitteln eignet. Ein Team des Fraunhofer-Instituts Umsicht forscht gemeinsam mit mehreren Unternehmen aus der Kunststoffbranche daran.

Im Doppelschneckenextruder können zum Beispiel Compounds aus biobaiserte Komponenten hergestellt werden.
Foto: Fraunhofer UMSICHT/Christoph Bohnenkamp

Im Fokus des Forschungsteams steht die Entwicklung von biobasierten Kunststoffen für Flaschen, in denen Reinigungsmittel ebenso wie Substanzen aufbewahrt werden können, die etwa in der landwirtschaftlichen Praxis die Bodenqualität verbessern sollen. Solche Behälter, die mikrobiell abbaubar und wiederverwertbar sein sollen, müssen zugleich hohe Standards erfüllen. Bisher aber halten Kunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen diesen Anforderungen nicht stand. Viele weisen zudem eine zu hohe Durchlässigkeit auf.

Gesellschaft und Politik sind sich einig, dass weniger Kunststoffabfälle am Ende der Nutzungsdauer von Gebrauchsgegenständen entstehen dürfen. Daher wird der Ruf nach bioabbaubaren Plastikartikeln lauter. Denn die Zahlen aus dem Umweltbundesamt (UBA) sprechen für sich: Allein in Deutschland kommen pro Jahr rund 6,28 Mio. t Kunststoffabfälle zusammen. Damit soll jetzt Schluss sein.

Biobasierter und recycelbarer Kunststoff

Recyclingfähigkeit und Bioabbaubarkeit des Kunststoffs für haltbare Flaschen sind die Haupt­anforderungen im Projekt „Bio2Bottle“. Die Koordination der Forschungsarbeiten liegt beim Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (Umsicht) in Oberhausen. Bisherige biobasierte Kunststoffe eignen sich nur bedingt. So sind Plastikflaschen aus Polymilchsäure (PLA), wie sie bereits häufig eingesetzt werden, zwar ähnlich wie Polyethylenterephthalat (PET)mechanisch belastbar. Doch eignet sich PLA wegen einer zu geringen Wasserdampfbarriere nicht für die angestrebten Anwendungen. Denn für Lagerung und Transport von Reinigungsmitteln und landwirtschaftlichen Bodenhilfsstoffen muss das Material eine hohe Wasserdampfbarriere, Stabilität und Schmelzviskosität aufweisen. Für die Forschenden wichtig sind zudem die CO2– und Sauerstoffdurchlässigkeit sowie die Beständigkeit bei Gammasterilisation.

Kunstststoffgranulat für die Weiterverarbeitung im Spritzguss oder im Extruder.
Foto: Fraunhofer UMSICHT

„Im Verbundprojekt werden biobasierte Polymere ausgewählt und deren Eigenschaften durch die Compoundierung mit weiteren Komponenten so verändert, dass diese hohen Anforderungen erfüllt werden“, erläutert Inna Bretz, Abteilung Zirkuläre und Biobasierte Kunststoffe des Fraunhofer Umsicht. „Das Ziel des Projektes ist es, biobasierte Materialien und Recyclingfähigkeit miteinander zu verbinden.“

Weniger Kunststoffabfälle, mehr Nutzen

Die Oberhausener Forschenden verfügen über weitreichende Erfahrungen in der Entwicklung marktfähiger Kunststoffmaterialien auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen. Sie wollen im Rahmen des Verbundprojekts den Nachweis erbringen, dass das Material für die Plastikflaschen in einem technisch effizienten Verwertungsprozess wiederaufgearbeitet werden kann.

Vor allem über den geringeren Verbrauch fossiler Rohstoffe, das geringere Aufkommen von Kunststoffabfällen sowie die Wiederverwendung soll das neue Produkt konkurrenzfähig werden. Neben dem Fraunhofer Umsicht sind die Unternehmen Cleaneroo GmbH in Berlin, UnaveraChemLab GmbH in Mittenwald, FKuR Kunststoff GmbH in Willich und Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG in Großhelfendorf beteiligt. Gefördert wird das Projekt durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) und das Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“ des Bundeslandwirtschaftsministeriums (BMEL).

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