Biokunststoffe aus Hydroplastik - Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

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05.08.2021

Biokunststoffe aus Hydroplastik

Kurz & Knapp
  • Viele Kunststoffe bestehen noch immer aus erdölbasierten Rohstoffen, weil auch die Herstellung und Entsorgung von Biokunststoffen immer noch eine Herausforderung ist. Ein neuartiger Biokunststofftyp könnte das ändern.
  • Forschende der Universität Göttingen haben aus einer speziellen Cellulose-Struktur einen alternativen Biokunststoff entwickelt, der sich leicht verarbeiten und immer wieder umformen lässt.
  • Das Material besteht aus hydroplastischen Polymeren, ist weich, aber stabil und lässt sich im Wasser jederzeit neu formen und damit wiederverwerten.

Neuer Biokunststoff aus Pflanzen und Wasser

Forschende der Universität Göttingen haben einen neuen Biokunststofftyp entwickelt, der leicht herzustellen und wiederverwertbar ist. Grundlage des Materials ist eine spezielle Cellulose-Struktur, die es ermöglicht, hydroplastische Polymere herzustellen, die sich mit Wasser verarbeiten und leicht umformen lassen.

Produkte aus erdölbasierten Kunststoffen sind noch immer weit verbreitet, da sie leicht und günstig herzustellen sind. Biokunststoffe aus pflanzlichen Rohstoffen sind zwar eine Alternative. Die technologischen Hürden bei der Herstellung und Verarbeitung dieser Polymere sind jedoch noch immer hoch und der Prozess energie- und kostenintensiv.

Forschende der Universität Göttingen haben sich dieser Herausforderung gestellt. Sie fanden mit dem Hydrosetting eine Methode, um einen neuartigen Biokunststofftyp herzustellen, der sich mit Wasser leicht verarbeiten und umformen lässt. Die Herstellung dieses Materials ist umweltfreundlich und nachhaltig und könnte den Einsatz von Biokunststoffen weiter voranbringen.

Pflanzliche Polymere im Wasser verformen

Cellulose ist ein Hauptbestandteil der Pflanzen. Die Quelle für dieses natürliche Polymer ist im Gegensatz zu Erdöl unendlich. Bei der Entwicklung des neuartigen Biokunststoffes nutzte das Göttinger Team daher Cellulose – veränderte aber die Struktur des Polymers ein wenig. Mit dieser geringfügigen Veränderung eines kleinen Teils der Cellulose-Struktur schufen die Forschenden ein spezielles Material.

Mit dem sogenannten Cellulosecinnamat war es möglich, einen Biokunststofftyp herzustellen, der aus hydroplastischen Polymeren besteht. Diese sind weich und stabil zugleich. Sobald sie jedoch mit Wasser in Kontakt kommen, lassen sie sich verformen. Auf diese Weise konnte die Forschenden zahlreiche Formen aus dem neuartigen Biokunststoff herstellen und wieder umformen.

Herstellung und Recycling vereinfacht

Dazu musste die Form lediglich wieder ins Wasser getaucht und an der Luft getrocknet werden. Den Forschenden zufolge besitzen die neuen Biokunststoffe hochwertige mechanische Eigenschaften. Der entscheidende Vorteil ist aber: Das hier angewandte neue Verfahren kommt ohne teure und komplexe Maschinen und energieintensive Verarbeitungsbedingungen aus.

Zudem vereinfacht es die Herstellung von Kunststoffen erheblich und macht deren Verarbeitung und Recycling umweltfreundlicher und nachhaltiger. „Unsere Forschung liefert eine praktikable Methode, um weitere umweltfreundliche Biokunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zu entwickeln“, so der Erstautor Kai Zhang von der Universität Göttingen. Die Studie ist im Fachjournal Nature Sustainability erschienen.