Biobasierte Kunststoffe | Den Grundstoff für einen neuen biobasierten Kunststofftyp extrahieren Bayreuther Forscher aus der Schale von Zitrusfrüchten. Sie sehen breite Anwendungsmöglichkeiten für ihre Entwicklung.
Man nehme Orangenschalen, entziehe ihnen den Naturstoff Limonen, oxidiere diesen und verbinde ihn mit Kohlendioxid: Schon hat man einen biobasierten Kunststoff, aus dem sich ohne hohe Kosten umweltfreundliche Funktionsmaterialien für verschiedene industrielle Anwendungen herstellen lassen. ‚Plimc‘ ist der Name dieses Alleskönners, der es nach Auskunft von Forschern erstmals ermöglicht, allein auf der Basis nachwachsender Rohstoffe ein breites Spektrum leistungsstarker Kunststoffe herzustellen. Dies hat jetzt ein Team an der Universität Bayreuth herausgefunden, das seine Ergebnisse im Wissenschaftsmagazin ‚Nature Communications‘ vorstellt.
Plimc ist ein Polycarbonat, das aus einer Synthese von Limonenoxid mit Kohlendioxid hervorgeht. So sei gewährleistet, dass es im Unterschied zu herkömmlichen Polycarbonaten nicht die gesundheitsschädliche Substanz Bisphenol A enthält. Zudem bringe der neue bio-basierte Kunststoff eine Reihe von Eigenschaften mit, die ihn für industrielle Anwendungen attraktiv machen, heißt es: Er ist hart, äußerst hitzebeständig, durchsichtig und eignet sich deshalb besonders gut als Material für Beschichtungen.
Vielseitig einsetzbar – mit antimikrobiellen Eigenschaften
„Die Erkenntnisse, die wir bereits im vorigen Jahr veröffentlicht haben, konnten wir jetzt mit unserer neuen Studie entscheidend erweitern“, erklärt Prof. Dr. Andreas Greiner, der Leiter des Bayreuther Forschungsteams. „Wir haben an einigen konkreten Beispielen gezeigt, dass sich Plimc hervorragend als Grundstoff eignet, aus dem sich vielseitige Kunststoffe mit sehr spezifischen Eigenschaften entwickeln lassen. Er besitzt nämlich eine Doppelbindung, die gezielt für weitere Synthesen genutzt werden kann.“
Ein Beispiel für solche neuen Plimc-basierten Kunststoffe sind antimikrobielle Polymere, die beispielsweise im Stande sind, eine Anlagerung von E.-coli-Bakterien zu verhindern. Als Materialien für Behälter, die in der medizinischen Versorgung und Pflege zum Einsatz kommen, können sie das Infektionsrisiko nicht zuletzt in Krankenhäusern deutlich senken. Auch für die Herstellung von Kunststoff-Implantaten, von denen möglichst keine Entzündungsrisiken ausgehen sollen, können solche Polymere interessant sein. Ein anderes Beispiel sind Polymere, die sich im salzigen Meerwasser in ökologisch unbedenkliche Bestandteile auflösen und anschließend zersetzen.
„Wenn wir gezielt neue Materialien auf der Grundlage von Plimc entwickeln wollen, sind der Fantasie fast keine Grenzen gesetzt“, erklärt Oliver Hauenstein M.Sc., der als Doktorand entscheidende Forschungsarbeiten zur Synthese und Anwendung dieses neuen Kunststoffs geleistet hat. „Die Herstellung von Plimc ist einfach zu handhaben und ausgesprochen umweltfreundlich.“
Die Schalenabfälle von Unternehmen, die Orangensäfte produzieren, können für die Herstellung recycelt werden, und ebenso kann das Treibhausgas CO2 verwertet werden, bevor es in die Atmosphäre entweicht. Zudem seien die vielfältigen Kunststoffe, die auf Basis von Plimc ohne großen technischen oder finanziellen Aufwand synthetisiert werden können, ökologisch unbedenklich und recyclebar. (op) ■
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