Auf dem Weg zu biobasierten Weichmachern

Kurz & Knapp

Weichmacher sind wichtige Bestandteile für viele Kunststoffe. Die wichtigsten Weichmacher sind Phthalate – diese sind erdölbasiert und zum Teil gesundheitsschädlich.
Biobasierte Alternativen müssen die gleichen hohen technischen Anforderungen erfüllen wie die über Jahrzehnte optimierten Phthalate.
Ein Forschungsteam hat eine Generation von Weichmachern entwickelt, die auf Reststoffen der Lebensmittel- oder Holzindustrie beruhen. Sie sind ungiftig und ziehen in einigen Eigenschaften mit etablierten Phthalaten gleich.

Klima- und gesundheitsfreundlicher Kunststoff-Zusatz

Ein Forschungskonsortium aus TU Hamburg, Universität Bielefeld und BASF hat neue biobasierte und gesundheitlich unbedenkliche Weichmacher entwickelt. Jetzt sollen die aus Reststoffen gewonnenen Moleküle zur Marktreife gebracht werden und zum Klimaschutz und zur Kreislaufwirtschaft beitragen.

Sie haben einen sperrigen Namen, aber sind industriell von großer Bedeutung: Phthalate. Sie zählen zu den am häufigsten genutzten Weichmachern in der Industrie und sind damit wesentlicher Faktor für die vielseitige Einsetzbarkeit von Kunststoffen. Zugleich jedoch beeinflussen manche von ihnen das menschliche Hormonsystem und sind gesundheitsschädlich. Außerdem beruht die große Mehrheit auf dem Rohstoff Erdöl und trägt damit zur Klimakrise bei.

Im Verbundvorhaben „BioWeichmacher“ haben Fachleute der TU Hamburg, der Universität Bielefeld und des Chemiekonzerns BASF deshalb nach biobasierten Wegen der Herstellung gesundheitlich unbedenklicher, aber nicht minder funktionaler Weichmacher gesucht. Jetzt hat das Team vielversprechende Ergebnisse publiziert.

Hohes technisches Anforderungsprofil

Ohne Weichmacher wäre ein solches Bällebad undenkbar. © Peggy_Marco/Pixabay

„Statt Erdöl nutzen wir erneuerbare Rohstoffquellen“, erläutert Harald Gröger, der den Verbund koordiniert hat. „So können Zucker aus Abfallströmen aus der Lebensmittelproduktion wie beispielsweise Kleie eingesetzt werden oder Zucker aus Holz, also Cellulose.“ Damit werden nicht nur Konflikte mit der Lebensmittelproduktion vermieden, sondern das Konzept der Kreislaufwirtschaft unterstützt.

Die größte Herausforderung bestand jedoch darin, Weichmacher zu entwickeln, die allen technischen Anforderungen genügen. „Die konventionellen Weichmacher wurden über viele Jahrzehnte optimiert und besitzen hervorragende technische Performance-Eigenschaften“, sagt Gröger. So dürfe es beispielsweise keine negativen Effekte auf Konsistenz und Haltbarkeit des Kunststoffes geben.

Vielversprechende Anwendungstests

Die Chemikerinnen und Chemiker haben deshalb zunächst aus der pflanzlichen Biomasse zahlreiche Moleküle hergestellt, die als Weichmacher infrage kommen könnten und diese dann analysiert. Dazu zählten neben der chemischen Charakterisierung die Frage der Verarbeitung, aber auch die toxikologischen Eigenschaften.

Abschließend ging es in die praktische Erprobung der biobasierten Weichmacher. „In den Anwendungstests konnten wir sehen, dass sie es schon heute in vielen Bereichen mit den bisherigen Weichmachern aufnehmen können“, freut sich Gröger. Sein Fazit aus dem Projekt, dass das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Neue Produkte für die Bioökonomie“ mit 600.000 Euro gefördert hatte: „Langfristig ist das eine hervorragende Perspektive, um in Zukunft marktfähige biobasierte Weichmacher zu entwickeln.“

Weitere Informationen

Pressemitteilunghier.

Förderbeispiel: Biotechnisches Upcycling für Plastikabfallhier.

News: Biobasierte Weichmacher für PVChier.

In Kooperation mit bioökonomie.de

Passende SDG´s

Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

Das Wissenschaftsjahr 2020/21 widmete sich dem Thema Bioökonomie. Knapper werdende Ressourcen und Nutzflächen bei gleichzeitig wachsender Weltbevölkerung, Klimawandel und Rückgang der Artenvielfalt – all dies sind globale Herausforderungen. Eine Umstellung ist daher notwendig: weg von einer Wirtschaftsform, die auf fossilen Ressourcen basiert, hin zu einer nachhaltigen, biobasierten Wirtschaftsweise – der Bioökonomie. Die Wissenschaft treibt diese Innovationen voran und sorgt dafür, dass Mikroorganismen, Proteine, Algen und weitere „kleine Helden“ der Bioökonomie große Wirkung entfalten. Bürgerinnen und Bürger wurden aufgefordert, diesen Wandel im Dialog mit Wissenschaft und Forschung und im Rahmen zahlreicher Diskussions- und Mitmachformate im Wissenschaftsjahr aktiv mitzugestalten.