Freitag, 6. Januar 2017

Rohstoffe und Biokunststofftypen

Stärke und Stärkeblends

·         Hauptartikel: Thermoplastische Stärke und Stärke
o   Die Rohmasse wird von Beiprodukten wie Proteinen, Pflanzenölen und Pflanzenfasern gereinigt und entsprechend für die Nutzung vorbereitet.
·        Herstellung und Gewinnung:
o    Hinzufügen von Weichmachern und Plastifizierungsmitteln wie Sorbit und Glycerin.
o    Durch unterschiedliche Konzentration dieser natürlichen Additive wird dann die Verarbeitbarkeit verbessert und die sogenannte thermoplastische Stärke (TPS) gewonnen.
o    Weiter verarbeitet zu den Stärkeblend (Pharmainudstrie)

Celluloseprodukte

·         natürliches Biopolymer aus Zuckermolekülen dar.
o    Baumwolle fast 95 Prozent
o    Hanf 75 Prozent
o    Hartholz 40 bis 75 Prozent
o    Weichholz 30 bis 50 Prozent
·         Herstellung und Gewinnung:
o    Cellulose ist in den Zellwänden der Pflanzen in genügender Menge verfügbar. Bei der Verarbeitung wird zunächst durch Veresterung der Hydroxylgruppen das sogenannte Primäracetat gewonnen
o    weiteren Schritt mittels partieller Hydrolyse zum Sekundäracetat weiterverarbeitet wird
o    daraus entsteht ein transparenter Duroplast

Polymilchsäure (PLA)

·        Hauptartikel: Polymilchsäure
o    Die Polymilchsäure (Polylactid, PLA) entsteht durch Polymerisatio von Milchsäure, die wiederum ein Produkt der Fermentation aus Zucker und Stärke durch Milchsäurebakterien ist.
o    Weitere Eigenschaften können durch Copolymer wie Glykolsäure erreicht werden.
·         Entstehung und Gewinnung
o   Durch Fermentation erzeugen Milchsäurebakterien aus Zucker die Glycolsäure. In der Natur bildet diese Säure eine Ringstruktur (cyclisierte Esterbildung).
o   Um daraus den Biokunststoff zu erzeugen, muß die Ringstruktur unter Verwendung eines Katalysators und Temperaturen von 140 – 180°C geöffnet werden
o   Durch Compoundierung, Zugabe von unterschiedlichen Additiven, kann man gebrauchsfertige PLA-Blends mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugen.

Polyhydroxyalkanoate, speziell Polyhydroxybuttersäure (PHB)

·        Hauptartikel: Polyhydroxyalkanoate und Polyhydroxybuttersäure
o   auf Basis von Zucker und Stärke hergestellt werden
o   Synthese ist jedoch auch aus anderen Nährstoffen wie Glycerin und Palmöl möglich

Weitere Biopolymere

·         Lignin-Kunststoff
o    Arboform
§  Hauptbestandteile von Holz
§  besteht aus hochkomplexen Makromolekülen (Polymeren)
·         für Konsumgüter und in der Automobilbranche
·         Herstellung und Gewinnung:
o    Das aus drei verschiedenen Monomerbausteinen bestehende Biopolymer hat einen langen Weg hinter sich, bis es von der Biokunststoffindustrie entdeckt wurde
o    Durch Beimengen von Naturfasern wie Cellulose, Hanf oder Flachs wird ein Biokunststoff (z.B. Arboform ®) erzeugt, welches beliebig formbar und härter als Holz ist.
·         Chitin
o    Chitin, welches aus Krabbenschalen gewonnen wird, besteht aus mehreren Monomeren
o    Um es für die Industrie nutzbar zu machen, muss es zu Chitosan modifiziert werden
·         Chitosan
o    Ist ein Biopolymer, ein natürlich vorkommendes Polyaminosaccharid
§  für Fasern, Schaumstoffe, Membranen und Folien
·         Herstellung und Gewinnung:
o    Krabbenschalen zunächst bei 80°C getrocknet und durch Zugabe von Natronlauge von Proteinen gereinigt. Dabei bildet sich Natriumacetat und das Chitin.
o    Man gewinnt so aus 15 gr. Krabbenschalen nur 3 gr. Chitin. Durch eine alkalische Hydrolyse wird das Chitin zum Chitosan umgewandelt. Auf diese Weise gewinnt man schließlich 1,5 gr. Chitosan. Zu diesem wird Essigsäure beigemengt, um die Eigenschaften eines Kunststoffes zu erzeugen.

·         Verwendung:
o    in der Medizintechnik (Wundheilung, Orthopädie, chirurgische Fäden, Depotwirkung bei Medikamenten, Kapseln für Medikamente)
o    in der Kosmetik (Feuchtigkeitscreme, Haarverfestiger, Zahnpasta)
o    als Nahrungsergänzungsmittel (Fettfalle /Schlankheitsmittel)
o    in der Landwirtschaft (Coating von Saatgut, fungistatische Wirkung, wachstumshemmend für Bakterien)
o    in biologischen Kläranlagen (Verbesserung der biologischen Klärstufe)

o    in Farben (als Zusatzstoff)

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