Forscher fertigen hochwertige Kunststoffe aus Bioabfällen

Aus Bioabfällen stellen Fraunhofer-Forscher hochwertige Kunststoffe her, die beispielsweise als hoch transparente Visiere für Motorradhelme oder im Automobilbau eingesetzt werden können. Aus den Biokunststoffen lassen sich auch Folien, Textilien oder Klebstoffe herstellen. Die Wissenschaftler setzen Terpene als Rohstoff ein, die als Abfall bei der Herstellung von Zellstoff – Vorstufe von Papier – übrig bleiben. Auch Fruchtsafthersteller können Terpene liefern. Sie befinden sich in den Schalen von Zitrusfrüchten. Terpene sind in der Pflanzenwelt weit verbreitet und vor allem Bestandteil von harzreichem Holz. Aber auch Löwenzahn, Gummibäume und Gewürze wie Anis, Gewürznelken, Muskat, Kardamom, Zimt und Piment enthalten den Stoff.

Terpene sind besser als Erdöl

Die Forscher am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Straubing bei München modifizieren die Terpene. Durch Oxidation führen sie eine so genannte Carbonylgruppe ein, die in einer weiteren Reaktionsstufe zu einem Lactam, dem Grundbausteinbaustein für den hochwertigen Kunststoff Polyamid, umgesetzt werden kann. Lactam wird normalerweise aus Erdöl hergestellt. Beim Fraunhofer-Verfahren sind allerdings weniger Syntheseschritte erforderlich. Das reduziert die Kosten.

Vom Labor- in den Produktionsmaßstab

Terpene haben noch einen weiteren Vorteil. „Es gibt keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion, wodurch sich die Teller-Tank-Diskussion erübrigt“, sagt Projektleiter Harald Strittmatter. Bisher werden die Abfälle meist verbrannt oder im besten Fall kompostiert. Das ist besonders unbefriedigend, weil die chemische Struktur von Terpenen in ihrer Komplexität äußerst interessant ist. „Entsprechende Verbindungen können aus fossilen Grundstoffen nur sehr aufwändig hergestellt werden“, sagt der Projektleiter. Es gibt rund 8000 unterschiedliche Terpene,die bisher nur unzureichend genutzt werden, etwa als Pheromone, um Schadinsekten in Fallen zu locken.

Bislang werden die biobasierten Kunststoffe noch im Labormaßstab hergestellt. Ziel ist es, das Verfahren in den Produktionsmaßstab zu überführen. Strittmatter und sein Team verfolgen aber noch eine weit größere Absicht: „Wir wollen einen Beitrag zur Biologisierung der Wirtschaft leisten.“