PLA (Polylactid): Biologisch abbaubar, kompostierbar & kosteneffizient – der nachhaltige Kunststoff

Polylactid (PLA) ist ein thermoplastisches Monomer, das aus erneuerbaren organischen Quellen wie Maisstärke oder Zuckerrohr hergestellt wird.

Wichtiger: Seine Herstellung unterscheidet sich von den meisten Kunststoffen, die aus fossilen Brennstoffen durch Destillation und Polymerisation produziert werden.

Bemerkenswert: Trotz des Rohstoffunterschieds kann PLA mit denselben Geräten wie fossile Kunststoffe hergestellt werden. Der PLA-Herstellungsprozess bleibt somit kosteneffizient.

Zudem gilt PLA als der zweitmeistproduzierte Biokunststoff nach thermoplastischer Stärke. Er genießt ähnliche mechanische Eigenschaften wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) oder Polystyrol (PS).

Ist PLA biologisch abbaubar?

PLA ist ein Biokunststoff aus nachwachsendem Material – theoretisch also biologisch abbaubar. Doch seine Biologische Abbaubarkeit bleibt ein heiß diskutiertes Thema unter 3D-Druck-Profis und Hobbyisten.

3D-Druck-Profis glauben, dass PLA abbaubar, aber nicht im natürlichen Umfeld biologisch abbaubar ist. Die Bedingungen, die für effektiven biologischen Abbau von PLA nötig sind, finden sich in der Natur nicht.

Ist PLA umweltfreundlich?

Polylactid-Produktion

Die Polylactid-Produktion (PLA) verbraucht 65 % weniger Energie als die Herstellung petroleumbasierter Polymere. Zudem erzeugt sie weniger Treibhausgase und enthält keinerlei Toxine – PLA bleibt einer der umweltfreundlichsten Kunststoffwerkstoffe.

Kunststoffe/Polymere haben den Ruf, nicht umweltfreundlich zu sein. Dieser Ruf rührt daher, dass Polymere/Kunststoffe viele Jahre oder sogar Jahrhunderte zum Zersetzen brauchen.

Zersetzungszeiten verschiedener PLA-Typen

Trotzdem: Plastiktüten und Materialien aus PLA brauchen ca. fünf Jahre zur Zersetzung. PLA-Trinkflaschen und Lebensmittelbehälter brauchen länger, da sie aus dickerem Material gefertigt sind.

Signifikant: PLA bleibt nur dann umweltfreundlich, wenn Sie die korrekten End-of-Life-Szenarien befolgen. Diese Optionen umfassen:

• Recycling
• Kompostierung
• Verbrennung
• Deponie

Wie lange braucht PLA zum biologischen Abbau auf der Deponie?

Viele Hersteller in der Lebensmittelindustrie stellen ihre Verpackungen auf Mais-basierten Kunststoff aus PLA um. PLA ist ein abbaubares thermoplastisches Polyester aus erneuerbaren Pflanzenressourcen wie fermentierter Pflanzenstärke.

PLA Biologische Abbauzeit

Forschung zeigt: PLA zersetzt sich in 47 bis 90 Tagen zu Wasser und Kohlendioxid. Damit zersetzt es sich viermal schneller als eine PET-basierte Tüte im Ozean.

PLA-Abbau braucht bestimmte Bedingungen. PLA baut sich effektiv in industriellen Kompostieranlagen bei hoher Temperatur ab.

Die industrielle Kompostieranlage erhitzt PLA auf Temperaturen über 50 °C und versorgt es mit einer stetigen Ernährung aus verdauenden Mikroben.

Ist PLA schlecht für die Umwelt?

Wenn Sie Ihr PLA-Kunststoffprodukt jedoch auf eine Deponie werfen, ändert sich das Szenario komplett. Deponien haben bekanntermaßen wenig bis gar kein Licht oder Sauerstoff – Bedingungen, die für Polylactid-Abbau ungünstig sind.

Ein Kunststoffbecher oder Salatbox aus erneuerbaren Ressourcen wie PLA-Filament (bei Amazon prüfen) könnte 100–1000 Jahre zur Zersetzung brauchen.

Das ist vielleicht nicht das, was Sie dachten, als Sie „biologisch abbaubar“ auf Ihrer PLA-Lebensmittelverpackung lasen. Das bleibt der Hauptgrund, warum viele die Biologische Abbaubarkeit von PLA – besonders auf Deponien – bestreiten.

Beim nächsten Kauf von Lebensmitteln und Getränken in PLA-Verpackung, in dem Glauben, verantwortungsvoll zu handeln: Bedenken Sie, dass der PLA-Behälter in eine industrielle Kompostieranlage gelangen muss – nicht auf die Deponie.

Die meisten Länder fehlt die Infrastruktur für korrekte PLA-Verarbeitung. So gelangt der meiste PLA nicht in den industriellen Komposter, sondern direkt auf Deponien, wo er 100–1000 Jahre zur Zersetzung braucht.

Was macht PLA biologisch abbaubar?

Biologisch abbaubares Material

PLA-Filament bleibt eines der meistverwendeten Kunststofffilamente in der 3D-Druckindustrie.

Andere fossile Kunststoffe mögen höhere Zugfestigkeit als PLA haben, aber PLA behält die Vorteile einfacher Handhabung und minimalem Warping.

PLA ist ein Biokunststoff – zusammengesetzt aus erneuerbaren Materialien, die theoretisch biologisch abbaubar sein sollten.

PLA bleibt ein einzigartiges Kunststofffilament, da es aus Milchsäureeinheiten besteht. Diese sind kleine organische Säuren, ähnlich denen in leicht verfügbaren Lebensmitteln.

Wichtiger: Alles, was Glukose zu Milchsäuremolekülen enthält.

Zudem: Milchsäure bleibt die Basis des PLA-Materials und verantwortet PLAs schwache Thermische Eigenschaften – Schmelztemperatur und Molekulargewichte.

Additive

PLA-Material enthält weitere chemische Komponenten, die es während der Herstellung erwirbt. Diese bezeichnet man als Additive.

Additive verdünnen die Reinheit von PLA, machen das Material aber praktischer für den 3D-Druck.

Das Vorhandensein von Additiven in PLA erschwert den Abbau und macht es daher in normalen Umgebungen nicht biologisch abbaubar.

Extraktion und Erstellung von PLA-Material

Eine der häufigsten Pflanzen zur Milchsäuregewinnung für PLA-Filament ist Mais. Maisstärke enthält genug Glukose für die Extraktion der zur PLA-Herstellung nötigen Milchsäure.

Der Prozess der Nassmahlung ermöglicht Stärkeextraktion aus Organismen. Stärke wird im Nassmahlprozess mit Chemikalien kombiniert und erhitzt, um Zucker zu isolieren. Dann wird der Zucker fermentiert, um Milchsäuremonomere zu produzieren.

Schließlich wird Milchsäure durch Kondensation oder Polymerisation zu PLA verarbeitet.

Daher bestimmen das Material und der Prozess zur PLA-Herstellung seine Biologische Abbaubarkeit maßgeblich.

Ist PLA-Verpackung kompostierbar?

Was ist ein kompostierbares Material?

Ein kompostierbares Material zersetzt sich durch natürliche biologische Prozesse, produziert aber auch Kohlendioxid, Wasser, anorganische Verbindungen und Biomasse. Zudem hinterlässt es keine sichtbaren oder toxischen Rückstände.

PLA – und keine anderen Kunststoffe – ist kompostierbar und biologisch abbaubar, aber nur in sehr spezifischen Umgebungen. Diese benötigen ganz bestimmte Sauerstoff- und Temperaturwerte, weit über 140 °F (60 °C).

Diese Bedingungen finden Sie in kontrollierten Umgebungen wie industriellen Kompostieranlagen.

Der Hauptgrund, warum PLA in Standardumgebungen nicht kompostierbar ist: Es ist spröde. PLA ist weniger haltbar, kristallin und hitzebeständig als petroleumbasierte Kunststoffe.

Um seine mechanischen Eigenschaften zu stärken, muss PLA mit fossilen Polymeren gemischt werden. Das bedeutet: Während PLA an sich kompostierbar ist, können die chemischen Additive, mit denen es gemischt wird, seine Kompostierungseigenschaften erheblich minimieren.

Was ist besser für PLA: Kompostierung oder Recycling?

PLA-Abfall

Einwegkunststoff hat massiv zur weltweiten Umweltverschmutzung beigetragen. Daher drängen Regierungen weltweit auf biologisch abbaubare Kunststoffe.

Der Hauptbetrachtungsbereich bleibt Lebensmittelverpackung, wo erheblicher Aufwand geleistet wird. Die meisten Regierungen pushen PLA als alternative biobasierte Kunststoffe.

Ziel: Ersatz von künstlichen petroleumbasierten Kunststoffen durch PLA aus erneuerbaren Ressourcen. Aufgrund des Herstellungsmaterials genießt PLA kompostierbare und biologisch abbaubare Eigenschaften unter bestimmten spezifischen Bedingungen.

PLA kompostieren

PLA-Material gilt nur als kompostiert, wenn Sie folgende drei Bedingungen erfüllen:

• Das Material muss zu Kohlendioxid, Abfall und Biomasse abbauen
• PLA muss sich vollständig zersetzen
• Keine toxischen Rückstände dürfen verbleiben, der Kompost muss Pflanzenwachstum unterstützen

PLA braucht 1–6 Monate für den vollständigen Kompostierprozess in einer industriellen Kompostierungsumgebung. Die Kompostierung hängt von Materialtyp und Temperatur ab.

Bemerkenswert: Die Kompostierungsrate von PLA in industriellen Anlagen ist signifikant höher als die Heimkompostierung. In industrieller Umgebung dauert Kompostierung entsorgter PLA-Boxen, -Behälter und -Becher 1–3 Monate.

Im Gegensatz dazu dauert die Heimkompostierung desselben bis zu sechs Monate.

Zudem bieten Käufer tendenziell niedrigere Preise oder zeigen kein Interesse an Recyclingmaterial.

Gleiches gilt: Der Kompost muss (OMRI-)Regularien in den USA entsprechen.

PLA recyceln

3D-Druck bietet zugängliche Fertigungsoptionen und die Möglichkeit, mit neuen Designs zu experimentieren. Zudem treibt er Innovation und Kreativität voran. Dabei passieren viele Fehler – es entstehen Haufen nutzloser 3D-Drucke.

Die meisten 3D-Druck-Profis glauben: Die beste End-of-Life-Option für PLA-Material ist Recycling.

Eine europäische Studie zeigte: Die Umweltauswirkung von PLA-Recycling ist über fünfzigmal besser als Kompostierung desselben.

Zudem betrachten dieselben Studien: PLA-Recycling hat 16-mal bessere Umweltauswirkung als Verbrennung.

Als 3D-Maker möchten Sie vielleicht Ihr eigenes PLA-Material recyceln. Sie können Sofort-Heim-Kunststoffrecyclingmaschinen wie den „Filabot“ nutzen. Er eignet sich am besten für Kleingewerbe.

Die Maschine sammelt Druckabfall und extrudiert wiederverwendbares Filament. Achten Sie darauf, kein kontaminiertes Plastik in der Heimrecyclingmaschine zu mischen – um recyceltes Plastik minderer Qualität zu vermeiden.

Fazit

PLA-Material bleibt ein beliebtes Kunststofffilament in der 3D-Druckindustrie. Die Frage, ob PLA biologisch abbaubares Material ist, bleibt hoch umstritten.

Doch viele 3D-Druck-Profis stimmen zu: PLA ist in Standardumgebungsbedingungen nicht ohne Weiteres biologisch abbaubar. Es bleibt biologisch abbaubar in spezifisch kontrollierten Umgebungen wie industriellen Kompostieranlagen.

Zudem ist PLA in spezifischen Umgebungen kompostierbar.