Neues Verfahren
Fraunhofer Forscher arbeiten daran, Kunststoffe nachhaltiger herzustellen. Sie haben dazu ein Verfahren entwickelt, das Abfälle aus der Papierproduktion nutzt. Die biobasierte Plaste ist für Hightech-Anwendungen vorgesehen.
Kunststoff aus Holzabfällen
Aus Abfällen der Papierproduktion lassen sich hochwertige Kunststoffe herstellen. Wie das geht, haben Forscher vom Straubinger Institutsteil BioCat des Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart herausgefunden. Sie präsentieren auf der diesjährigen Kunststoff-Messe K ein entsprechendes Verfahren. Dabei werden Reststoffe der Cellulosegewinnung aus Holz zu hochwertigen Polyamiden umgewandelt.
Die Reststoffe gehören zur Gruppe der Terpene. Das sind Kohlenwasserstoffe, die vor allem in harzreichem Holz vorkommen. Darüber hinaus sind sie in Löwenzahn, Gummibäumen und Gewürzen wie Anis, Gewürznelken, Muskat, Kardamom, Zimt und Piment enthalten. Außerdem werden flüchtige Terpene aus Schalen von Zitrusfrüchten gewonnen, um daraus ätherische Öle in Orangensaft oder Dosenobst herzustellen.
Weniger Syntheseschritte erforderlich
Bei dem neuen Verfahren werden aus den Abfällen die Einzelbausteine Campherlactam, Caranlactam und 3-Caren synthetisiert. Dafür wird zuvor durch Oxidation eine Carbonylgruppe eingeführt. Anschließend werden die Einzelbausteine zu längeren Ketten polymerisiert. Der Clou: Die entstehenden Kunststoffe sind besonders durchsichtig.
Im Ergebnis kann aus 3-Caren das Polyamid 6 (PA6) erzeugt werden, das im Fahrzeugbau verbreitet ist. Die Polyamide auf Basis von Campherlactam und Caranlactam können für Skibrillen oder Visiere von Helmen und auch für Folien, Textilien oder Klebstoffe genutzt werden.
„Terpene sind ein nachwachsender Rohstoff, der als Abfallstoff der Zellstoffproduktion, aber auch in der Fruchtsaftindustrie in großen Mengen anfällt“, erklärt Projektleiter Harald Strittmatter die Vorteile. Damit gebe es keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion, wodurch sich die Teller-Tank-Diskussion erübrige. Ein weiterer Vorteil sei die im Vergleich zu bisherigen Verfahren einfachere Prozessführung. „Es sind weniger Syntheseschritte als üblicherweise erforderlich“, so Strittmatter. Zudem würden statt heikler Chemikalien Enzyme und andere unbedenkliche Stoffe verwendet.
Aktuell werden die biobasierten Kunststoffe noch im Labormaßstab hergestellt. Ziel der Forscher ist es, das Verfahren in den Produktionsmaßstab zu überführen.
