Eine Einführung in biologisch abbaubare Kunststoffe

Es wird allgemein angenommen, dass Kunststoffe nicht biologisch abbaubar sind, aber das ist in Wirklichkeit nicht der Fall. Das Konzept biologisch abbaubarer Kunststoffe und Polymere wurde erstmals in den 1980er Jahren eingeführt.

Bakterien

Bakterien, die Plastik abbauen können, wurden bereits 1975 entwickelt, als ein Team japanischer Wissenschaftler einen Flavobacterium-Stamm entdeckte, der in Becken lebt, die das Abwasser einer Nylonfabrik enthielten. Damals wurden zwei Bakterienstämme entwickelt, um Nylon abzubauen. Flavobasgteria und Pseudomonas besitzen Enzyme (Nylonase), die Nylon abbauen können. Es war nicht bekannt, dass diese beiden Bakterienarten vor der Erfindung von Nylon im Jahr 1935 existierten.

Biologisch abbaubare Kunststoffe zersetzen sich durch die Einwirkung von lebenden Organismen, normalerweise Bakterien.

Es gibt zwei Arten von biologisch abbaubaren Kunststoffen:Biokunststoffe, Kunststoffe, die aus nachwachsenden Rohstoffen wie Poly-3-Hydroxybutyrat (PHB) und Polyhydroxyvalerat (PHV) gewonnen werden und Kunststoffe, die biologisch abbaubare Zusatzstoffe enthalten. Letztere werden aus Petrochemikalien gewonnen und enthalten Zusatzstoffe, die den biologischen Abbau fördern. Während die meisten aromatischen Polyester fast vollständig gegen mikrobiellen Angriff resistent sind, sind aliphatische Polyester aufgrund ihrer potenziell hydrolysierbaren Esterbindungen biologisch abbaubar. Polymilchsäure (C₃ .) H₄ 0₂ ) ⁿ oder PLA ist ein biologisch abbaubarer thermoplastischer aliphatischer Polyester, der aus erneuerbaren Ressourcen gewonnen wird. PLA ist etwas irreführend, da es sich nicht um eine Polysäure handelt, sondern um einen Polyester, der aus erneuerbaren Quellen wie Mais, Tapiokawurzeln, Chips oder Stärke und Zuckerrohr gewonnen wird. PLA hat den zweithöchsten Verbrauch an Biokunststoffen weltweit.

Biologisch abbaubare Polymere

Biologisch abbaubare Polymere sind eine spezielle Art von Polymeren, die zu Nebenprodukten wie CO_2, . führen N_2, H₂ O, Biomasse und anorganische Salze beim Abbau. Diese Kunststoffe kommen sowohl natürlich als auch synthetisch vor und bestehen größtenteils aus Ester-, Amid- und Ethergruppen. Wie sie zerfallen, wird durch ihre Struktur bestimmt und wird oft durch Kondensationsreaktionen sowie durch Ringöffnungspolymerisation synthetisiert.

Biologisch abbaubar bedeutet nicht kompostierbar.

Kompostierbar bedeutet, dass ein Material zu Kompost oder Humus verarbeitet werden kann, während biologisch abbaubar bedeutet, dass ein Stoff biologisch abgebaut werden kann. Derzeit wird viel darüber diskutiert, wie effizient die Herstellung von Biokunststoffen aus Naturmaterialien wirklich ist.

Kompostierbare Kunststoffe

Für 1 kg Polymilchsäure, den am häufigsten erhältlichen kompostierbaren Kunststoff, werden 2,65 kg Mais benötigt. 270 Millionen Tonnen Plastik werden jedes Jahr hergestellt, um herkömmliches Plastik durch Polymilchsäure aus Mais zu ersetzen. Diese Produktion entzieht der Welternährung 715,5 Millionen Tonnen Mais, gerade zu einer Zeit, in der die globale Erwärmung die Produktivität der landwirtschaftlichen Betriebe verringert. Heutige Maispflanzen werden hauptsächlich für Biokraftstoffe verwendet, wobei 40% für Ethanol verwendet werden. 35 % werden für Tierfutter verwendet und nur ein geringer Anteil wird als Nahrungspflanze verwendet, meist Maissirup mit hohem Fruchtzuckergehalt. Auch wenn Bakterien, die Plastik fressen, möglicherweise nicht die ultimative Lösung für die Entsorgung von Plastik sind, ist es wahrscheinlich, dass Bakterien Kohlenwasserstoffe aufnehmen können.

Biologisch abbaubare Kunststoffe werden zu Verpackungen, Flaschen, Gläsern, Luftkissenverpackungen, Teebeuteln, Bleistiftanspitzern und Stiften verarbeitet, um nur einige Anwendungen zu nennen.

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