Neues Verfahren
Künstliches Bioplastik schont Umwelt

Bernhard Rieger und Gerrit Luinstra ist etwas gelungen, was zunächst widersprüchlich anmutet: Sie haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich biologische Kunststoffe chemisch herstellen lassen.

DÜSSELDORF. Bisher werden solche Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen – etwa der Stärke aus Kartoffeln, Getreide oder Mais – produziert. Das ist aufwendig und teuer. Die beiden Chemiker zeigen, dass es einfacher und kostengünstiger geht, was dem umweltfreundlichen Material endlich zum Durchbruch verhelfen könnte.

„Wir haben einen Katalysator auf der Basis von Silizium, Kobalt und Stickstoff entwickelt, mit dem komplex aufgebaute natürliche Stoffe synthetisch aus zwei einfachen Substanzen hergestellt werden können“, sagt Gerrit Luinstra, Mitarbeiter in der Polymerforschung beim Chemiekonzern BASF. Damit ist es gelungen, in einer vergleichsweise einfachen chemischen Reaktion den synthetischen Biokunststoff Polyhydroxybutyrat (PHB) herzustellen. Dieser transparente Werkstoffe, der als Verpackungsmaterial oder für die Herstellung von Computergehäusen genutzt werden könnte, konnte bislang nur mit speziellen Enzymen chemisch geschaffen werden, was das Verfahren sehr teuer machte.

„Wesentlich ist, dass nun biologisch abbaubare Kunststoffe auf Basis technischer Materialen hergestellt werden können, wodurch unter anderem die aufwendige Fermentation von Biomasse entfällt“, verdeutlicht der BASF-Forscher. Die Chemiker fanden heraus, dass Propylenoxid und Kohlenmonoxid als Grundstoffe für die Herstellung von PHB ausreichen. Beide Stoffe sind leicht zugänglich. Kohlenmonoxid entsteht aus Kohle und Wasser, was kostenseitig kaum ins Gewicht fällt. Propylenoxid wird aus Erdöl gewonnen.

Ein weiterer Vorteil: Im Vergleich zu üblichen Bio-Kunststoffen ist das synthetische Bioprodukt breiter einsetzbar: „Wegen der vielseitigen Eigenschaften kann PHB viele Industriekunststoffe ergänzen“, sagt der BASF-Chemiker. Selbst durchsichtige Folien lassen sich fertigen, so dass es bald umweltfreundliche Klarsichthüllen geben könnte. Bislang spiele der deutsche Markt in Sachen Bioplastik zwar kaum eine Rolle, doch das werde sich angesichts der Rohstoffpreise ändern, so die Einschätzung der Interessengemeinschaft Biologisch Abbaubare Werkstoffe (IBAW). Derzeit können etwa zehn Prozent der Anwendungsfelder von klassischem Kunststoff durch Bioplastik ersetzt werden, was immerhin einem weltweiten Bedarf von jährlich fünf Millionen Tonnen entspricht, schätzt die IBAW. Dabei sind noch nicht die erweiterten Einsatzmöglichkeiten berücksichtigt, wie sie nun die neuen synthetischen Kunststoffe eröffnen.

Das Verfahren ist praktisch erprobt. In einer Pilotanlage wurden insgesamt etwa 100 Kilogramm des neuen umweltverträglichen Stoffes hergestellt. „Die Industrie ist angesichts steigender Ölpreise an kostengünstigen Alternativen zum Kunststoff Polypropylen, das von der Plastiktüte bis zum Flugzeug eingesetzt wird, sehr interessiert“, sagt Bernhard Rieger.

Zusammen mit Gerrit Luinstra wird der Professor für Anorganische Chemie an der Universität Ulm Ende Juli für die Entwicklung mit dem Philip Morris Forschungspreis 2006 ausgezeichnet. „Das Verfahren und das Prinzip der neuen Synthese entsprechen einer an Nachhaltigkeit orientierten chemischen Industrie. Deren Produkte sollen natürlich und schadlos abbaubar sein“, begründet Karlheinz Ballschmitter, Ordinarius für Analytische Chemie und Umweltchemie an der Uni Ulm und Jurymitglied, warum die beiden Chemiker in diesem Jahr mit dem Forschungspreis ausgezeichnet werden.

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