Biokunststoff oder Biopolymer hat sich als Alternative der Zukunft erwiesen, hat aber auch Nachteile. Verstehen

Biokunststoffe oder Biopolymere sind nicht nur biologisch abbaubare und kompostierbare Kunststoffe aus natürlichen Materialien. Der Name "Biokunststoff" bezieht sich auch auf Kunststoffe, die aus nicht erneuerbaren Quellen wie Öl hergestellt werden, aber biologisch abgebaut werden, und Kunststoffe, die aus erneuerbaren Quellen wie Pflanzen hergestellt werden, aber nicht biologisch abgebaut werden.

Kennen Sie die Arten von Kunststoff

In Anbetracht dessen, dass praktisch der gesamte von der Menschheit bereits produzierte Kunststoff noch vorhanden ist und dass jedes Jahr etwa ein Drittel des produzierten Kunststoffs das Land, den Ozean und die Nahrungskette direkt verschmutzt, wurden Biokunststoffe, insbesondere biologisch abbaubare, nachgewiesen eine Alternative für die Entwicklung der Menschheit.

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Arten von Biokunststoffen

Biokunststoff aus Polyamid (PA)

Polyamid (PA) ist ein aus Biomasse hergestellter Biokunststoff, der aber auch auf Ölbasis hergestellt werden kann. Der Vorteil von Bio-Polyamid besteht darin, dass es aus erneuerbaren Quellen hergestellt und aus Rizinusöl hergestellt werden kann.

Polyamid, das auch als Nylon bezeichnet wird und in Bekleidungsstoffen, Accessoires und Polstern sehr häufig vorkommt, ist jedoch selbst in seiner aus Biomasse hergestellten Version nicht biologisch abbaubar.

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Polyamid-Biokunststoff kann auch aus Rizinusöl hergestellt werden. Ein Nachteil ist jedoch die geringe Bodennutzung, die eine relativ große Oberfläche erfordert, um die erforderliche Menge an Rohmaterial zu produzieren (die mit dem Produktionsraum konkurrieren kann) von Essen).

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Ein weiteres Problem ist, dass Nylon noch nicht recycelbar ist.

Biokunststoff aus Polybutylenterephthalatadipat (PBAT)

Adipatpolybutylenterephthalat, auch "Polyburat" genannt, ist eine der Arten von Biokunststoffen, die aus Erdöl hergestellt werden, jedoch biologisch abbaubar und kompostierbar sind. Aufgrund seiner Eigenschaften kann das Polyurethan Polyethylen niedriger Dichte ersetzen, einen Kunststoff aus Erdöl, der nicht biologisch abbaubar ist.

Der Polyurethan-Biokunststoff kann hauptsächlich zur Herstellung von Beuteln verwendet werden. Es hat jedoch den Nachteil, dass eine nicht erneuerbare Quelle benötigt wird.

Polybutylen-Succinat-Biokunststoff (PBS)

Polybutylenuccinat (PBS) ist eine Art Biokunststoff, der zu 100% biobasiert und unter industriellen Bedingungen biologisch abbaubar sein kann. Diese Art von Biokunststoff wird normalerweise in Utensilien verwendet, die eine hohe Temperaturtoleranzkapazität (100 ° C bis 200 ° C) benötigen.

Es ist ein kristalliner und flexibler Biokunststoff. Bernsteinsäure, die biologische Basis der PBS-Produktion, wird aus erneuerbaren Quellen hergestellt und trägt zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks bei. Berechnungen zeigen, dass die Treibhausgasemissionen im Vergleich zu Kunststoffen fossilen Ursprungs um 50% bis 80% gesenkt werden können. Bernsteinsäure hat auch den Vorteil, CO2 einzufangen.

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Milchsäure-Bioplast (PLA)

Milchsäure (PLA) ist ein aus Bakterien hergestellter Biokunststoff. Dabei produzieren sie Milchsäure durch den Fermentationsprozess von stärkehaltigem Gemüse wie Rüben, Mais und Maniok (unter anderem). PLA-Biokunststoffe können in Lebensmittelverpackungen, Kosmetikverpackungen, Marktbeuteln aus Kunststoff, Flaschen, Stiften, Gläsern, Deckeln, Besteck, Flaschen, Gläsern, Tabletts, Platten, Folien zur Herstellung von Rohren, 3D-Druckfilamenten und Geräten verwendet werden Ärzte, unter anderem Vliesstoffe.

PLA ist biologisch abbaubar, mechanisch und chemisch recycelbar, biokompatibel und bioabsorbierbar. Im Vergleich zu herkömmlichen Erdölkunststoffen wie Polystyrol (PS) und Polyethylen (PE), deren Abbau 500 bis 1000 Jahre dauert, nimmt der PLA sprunghaft zu, da sein Abbau sechs Monate bis zwei Jahre dauert . Und wenn es richtig entsorgt wird, verwandelt es sich in harmlose Substanzen, weil es leicht durch Wasser abgebaut wird.

Der Nachteil ist, dass PLA ein teurer Produktionskunststoff ist und seine Kompostierung nur unter idealen Bedingungen erfolgt. Ein weiteres Problem besteht darin, dass amerikanische und brasilianische Standards das Mischen von PLA mit anderen Arten von nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen ermöglichen, die trotz Verbesserung ihrer Gebrauchseigenschaften ihre Umweltqualität beeinträchtigen.

PLA: biologisch abbaubarer und kompostierbarer Kunststoff

Wir können es jedoch nicht mit Stärkekunststoff verwechseln, der als thermoplastische Stärke bekannt ist, da Stärke im PLA-Produktionsprozess lediglich zur Gewinnung von Milchsäure verwendet wird. Im Gegensatz zu thermoplastischem Stärkekunststoff, dessen Hauptrohstoff Stärke ist. Von diesen beiden Typen ist PLA vorteilhaft, weil es widerstandsfähiger ist und eher wie ein normaler Kunststoff aussieht und außerdem zu 100% biologisch abbaubar ist (wenn es ideale Bedingungen hat).

Biokunststoffe aus Algen

Das Unternehmen Algix entwickelt einen wichtigen Input für die Herstellung von Biokunststoffen: Algenbiomasse. Die übermäßige Algenproduktion aufgrund von Umweltverschmutzung war ein erhebliches Problem, das durch Eutrophierung verursacht wurde (zum besseren Verständnis dieses Themas lesen Sie den Artikel: "Was ist Eutrophierung?"). Bei der Herstellung von Algenbiomasse zur Entwicklung von Biokunststoffen wird die kombinierte Erzeugung von Fisch (zum Verzehr) und Algen durchgeführt. Die Vorteile dieser Arten von Biokunststoffen sind die Möglichkeit des biologischen Abbaus, die Herkunft aus erneuerbaren Quellen, niedrige Produktionskosten und keine Konkurrenz zu Ackerland.

Garnelenschalen-Biokunststoff

Garnelenschalen, die in der Lebensmittelindustrie ein wichtiger Abfall sind und in Großbritannien häufig vorkommen, werden für die Entwicklung von Biokunststoffen verwendet.

Die Idee ist, diese Art von Biokunststoff für die Herstellung von Einkaufstüten und Lebensmittelverpackungen zu verwenden.

Diese Art von Biokunststoff ist nicht nur eine erneuerbare Quelle, sondern auch biologisch abbaubar, verwendet Abfälle aus der Industrie wieder und weist immer noch antimikrobielle, antibakterielle und biokompatible Eigenschaften auf, was für Lebensmittel- und Arzneimittelverpackungen von Vorteil ist.

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Biokunststoff aus Polyhydroxyalkanoat (PHA)

Polyhydroxyalkanoat (PHA) -Biokunststoffe können von bestimmten Bakterienstämmen auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. Im ersten Fall sind die Bakterien einer begrenzten Versorgung mit essentiellen Nährstoffen wie Sauerstoff und Stickstoff ausgesetzt, die das Wachstum von PHA - Kunststoffgranulat - in ihren Zellen als Nahrungsmittel- und Energiereserven fördern.

Eine andere Gruppe von Bakterien, die keine Nährstoffbegrenzung benötigen, um PHA zu produzieren, reichert sich in Zeiten schnellen Wachstums an. Das PHA in beiden Gruppen kann dann geerntet oder vor der Sammlung durch Gentechnik in verschiedenen chemischen Formen synthetisiert werden.

Anfänglich wurde die Vermarktung von PHA durch hohe Produktionskosten, niedrige Ausbeuten und begrenzte Verfügbarkeit behindert, so dass es nicht mit Kunststoffen petrochemischen Ursprungs konkurrieren konnte.

Es wurden jedoch bestimmte Bakterien entdeckt, die in der Lage sind, PHA aus einer Vielzahl von Kohlenstoffquellen zu produzieren, einschließlich Abwasserrückständen, Pflanzenölen, Fettsäuren, Alkanen und einfachen Kohlenhydraten. Dies erweitert seine Vorteile erheblich - zum Beispiel hätte die Verwendung von Abfallstoffen als Kohlenstoffquelle für die Herstellung von PHA den doppelten Vorteil, die Kosten für PHA und die Kosten für die Abfallentsorgung zu senken.

Im Jahr 2013 gab ein amerikanisches Unternehmen bekannt, dass es das Verfahren weiter verfeinert und Zucker, Öle, Stärken oder Cellulose mithilfe eines "Biokatalysators" aus Mikroorganismen entfernt, die mit Treibhausgasen wie Methan oder Dioxid vermischte Luft umwandeln Kohlenstoff, in Biokunststoff.

Weitere Studien verwenden die Gene dieser Bakterien und setzen sie in Maisstängel ein, die dann den Biokunststoff in ihren eigenen Zellen wachsen lassen. Diese Produktion basiert jedoch auf gentechnisch veränderten Maisstielen; und Transgene waren unter anderem ein Thema, das häufig mit der Missachtung des Vorsorgeprinzips verbunden war. Sie können dieses Thema besser verstehen, indem Sie sich die Artikel "Umwelt fordert eine Warnung vor dem Vorsorgeprinzip" und "GV-Mais: Risiken und Vorteile verstehen" ansehen.

PHA ist unter bestimmten Bedingungen vollständig biologisch abbaubar, ungiftig und kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, von Lebensmittelverpackungen bis hin zu medizinischen Implantaten.

Drop-In Biokunststoff

Die wichtigsten Biokunststoffen oder Biopolymere, drop-in sind bio-Polyethylen (PE), Bio-Polypropylen (PP), Bio-Polyethylenterephthalat (PET) und Polyvinylchlorid (PVC).

Die Drop-Ins sind Biokunststoffe, die ganz oder teilweise biobasiert hergestellt werden, jedoch nicht biologisch abbaubar sind. Sie sind Hybridversionen traditioneller Kunststoffe. Sie unterscheiden sich von herkömmlichen Kunststoffen - die zu 100% aus Öl hergestellt werden - nur in Bezug auf teilweise erneuerbare Rohstoffe, wobei die gleiche Funktionalität erhalten bleibt.

Die am häufigsten produzierten Drop-In- Biokunststoffe sind Bio-PETs, die teilweise auf biologischen Rohstoffen basieren und bereits etwa 40% der weltweiten Produktionskapazität für Biokunststoffe ausmachen.

Viele Arten herkömmlicher Kunststoffe wie PE, PP und PVC können aus nachwachsenden Rohstoffen wie Bioethanol hergestellt werden.

Ein beliebtes Beispiel für einen Kunststoff- Drop-In ist die Pflanzenflasche , die von einem der weltweit führenden Hersteller von Erfrischungsgetränken verwendet wird. Die Flasche verwendet 30% pflanzliche Materialien bei ihrer Herstellung, behält die gleichen Eigenschaften wie die herkömmliche Flasche bei und ist vollständig recycelbar. Mit der Zeit wird erwartet, dass der erneuerbare Anteil der Flasche zunimmt, während die auf fossilen Brennstoffen basierenden Materialien abnehmen.

Die Drop-Ins sind ein schnelleres Produktionswachstum der Biokunststoffgruppe. Das Interesse der Branche basiert auf zwei Hauptpunkten:

Die Drop-Ins haben die gleichen Eigenschaften und Funktionen wie Kunststoff aus Erdöl. Dies bedeutet, dass er in bestehenden Anlagen verarbeitet, verwendet und recycelt werden kann und denselben Wegen wie herkömmliche Kunststoffe folgt, wodurch der Bedarf an Kunststoff verringert wird neue oder zusätzliche Infrastruktur und reduziert die Kosten auf allen Ebenen.
Die erneuerbare (oder teilweise erneuerbare) Basis dieser Produkte reduziert den CO2-Fußabdruck und gleichzeitig die Produktionskosten.

In Brasilien ähnelt die Herstellung von PE aus Biokraftstoffen Drop-Ins , aber Kunststoff wird oft als "grüner Kunststoff" bezeichnet.

Was ist grüner Kunststoff?

Das Problem bei Biokunststoffen, die aus Biokraftstoffen hergestellt werden, besteht darin, dass sie mit Land um Platz konkurrieren, das für die Lebensmittelproduktion genutzt werden könnte und noch nicht biologisch abbaubar ist. Sie sind in den unterschiedlichsten Materialien wie Verpackungen, elektronischen Geräten, Kosmetika, medizinischen Geräten, Spielzeugen und Hygieneprodukten enthalten. und wenn sie in die Umwelt gelangen - hauptsächlich in Form von Mikroplastik - können sie kurz- und langfristig erhebliche Schäden verursachen.

Es gibt Mikroplastik in Salz, Nahrung, Luft und Wasser

Biokunststoff aus organischen Abfällen

Haben Sie sich jemals vorgestellt, dass es möglich sein würde, Biopolymere aus organischen Abfällen als Rohstoff herzustellen? Genau das konnte Full Cycle Bioplastics : Biokunststoffe aus organischen Abfällen herstellen.

Die Idee ist, die Emission von Treibhausgasen zu reduzieren, die durch die Zersetzung von organischen Abfällen entstehen, der drittgrößten Produktionsquelle für Treibhausgase anthropischen Ursprungs.

Polyhydroxyalkanoat (PHA) Biokunststoff wird aus nicht gentechnisch veränderten Bakterien und organischen Abfällen hergestellt und kann eine breite Palette synthetischer Kunststoffe ersetzen. Diese Art von Biokunststoff ist immer noch kompostierbar und abbaubar. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es hinsichtlich der Kosten mit Kunststoffen petrochemischen Ursprungs konkurrenzfähig ist.

Biokunststoff aus Polyethylenfuranoat (PEF)

Polyethylenfuranoat (PEF) ist ein mit PET vergleichbarer Biokunststoff. Es besteht zu 100% aus biologischem Rohstoff und hat bessere thermische und mechanische Eigenschaften als PET. PEF-Biopolymere eignen sich ideal zum Verpacken von Erfrischungsgetränken, Wasser, alkoholischen Getränken, Fruchtsäften, Lebensmitteln und Non-Food-Produkten. Es gibt jedoch eine breite Palette anderer Anwendungen, wie Fasern und andere Polymere wie Polyamid und Polyester.

Bei der Herstellung von PEF-Biokunststoffen werden pflanzliche Zucker in Materialien wie Furandicarbonsäure (FDCA) umgewandelt, die bei der Herstellung von Polymeren für die Verpackungsindustrie verwendet werden.

Der Nachteil dieser Art von Biokunststoff ist der gleiche wie bei jeder anderen Produktion, die vom Pflanzen als Input abhängt: Wettbewerb mit den Pflanzflächen.

Ist Biokunststoff die Lösung?

Obwohl sie das Potenzial haben, sauberere Alternativen zu herkömmlichem Kunststoff zu sein, verursachen Biokunststoffe während ihrer Herstellung auch Auswirkungen auf die Umwelt und sind keine Garantie für die biologische Abbaubarkeit oder das Recycling.

Neben der Implementierung von Biokunststoffen ist es notwendig, den Konsum zu überdenken, damit sich eine Gesellschaft im Sinne der Nachhaltigkeit entwickeln kann. In Verbindung mit der Entwicklung von Biokunststoffen ist es notwendig, den Verbrauch zu senken, die Wiederverwendung von Kunststoffen und das Recycling zu erhöhen. Diese Maßnahmen stehen im Einklang mit den Predigten der Kreislaufwirtschaft.

Andere Alternativen wie bessere Designs , die eine bessere Kunststoffleistung ermöglichen, sind ebenfalls erforderlich. Die von der Ellen MacArthur Foundation vorgeschlagenen Maßnahmen unterstützen auch die Idee einer kreisförmigen Kunststoffrückgabe. Um dieses Thema besser zu verstehen, lesen Sie die Artikel: "New Plastics Economy: Die Initiative, die die Zukunft von Kunststoffen überdenkt" und "What is Circular Economy?".

Richtig entsorgen und bürgerlich eingestellt sein

Um den Verbrauch von Plastikmüll zu reduzieren, müssen Sie zunächst bewusst konsumieren, dh Ihren Verbrauch überdenken und reduzieren. Haben Sie darüber nachgedacht, wie viele überflüssige Kunststoffe wir täglich verwenden, die vermieden werden könnten?

Wenn es andererseits nicht möglich ist, den Verbrauch zu vermeiden, besteht die Lösung darin, den Verbrauch so nachhaltig wie möglich und für die Wiederverwendung und / oder das Recycling zu wählen. Aber nicht alles ist wiederverwendbar oder recycelbar. Führen Sie in diesem Fall die Entsorgung korrekt durch. Überprüfen Sie die Sammelstellen in Ihrer Nähe in der kostenlosen Suchmaschine des eCycle-Portals .

Aber denken Sie daran: Selbst bei richtiger Entsorgung kann der Kunststoff in die Umwelt entweichen. Konsumieren Sie ihn daher bewusst.

Um herauszufinden, wie Sie Ihren Kunststoffverbrauch senken können, lesen Sie den Artikel: "Wie Sie den Kunststoffabfall in der Welt reduzieren können? Lesen Sie die wichtigsten Tipps".

Um herauszufinden, wie Sie nachhaltiger konsumieren können, lesen Sie den Artikel: "Was ist nachhaltiger Konsum?". Machen Sie Ihren Fußabdruck leichter.