Dr. Sascha Peters

Autor

Dr. Sascha Peters
Berlin   Deutschland

Nanopartikel verstärktes Polyhydroxybutyrate (PHB)


 

Seitdem das Ölzeitalter durch knapper werdende Ressourcen und steigende Preise vor einem baldigen Ende steht, sind nachwachsende Rohstoffe als alternative Energiequellen und Grundlage für die Herstellung von Kunststoffen im Gespräch. Diese neuen Biomaterialien sind vor allem für Verpackungen interessant, denn sie werden auf natürliche Weise abgebaut und zersetzen sich in ihre Ausgangsbestandteile. Die größten Zukunftspotenziale verfügen die Biopolymere Polylactid (PLA) und Polyhydroxybuttersäure (PHB). Während PLA ähnliche Eigenschaften aufweist wie das von Kunststoffflaschen bekannte PET, ähneln die PHB-Qualitäten dem des Massenkunststoffs Polypropylen PP. Problematisch sind bislang noch die hohen Herstellungskosten und einige nicht optimale Werkstoffeigenschaften wie die starke Bruchneigung von PHB, die den Einsatz bislang verhindert haben. US-Forscher melden jetzt die Entwicklung eines Verfahrens zur Verstärkung von PHB mit Nanopartikeln, mit dem der massenhafte Einsatz des Biopolmers in greifbare Nähe rückt.
Nanopartikel verstärktes Polyhydroxybutyrate (PHB)

Polyhydroxybuttersäure (PHB) ist einer der großen Hoffnungsträger unter den Biopolymeren. Es wurde bereits 1925 in Frankreich entdeckt, zählt zur Gruppe der Polyesther und kann durch verschiedene Mikroorganismen erzeugt werden. Vor allem die Festigkeitkeitswerte von PHB ähneln denen von PP. Der thermoplastische Biokunststoff schmilzt in einem Bereich zwischen 170-180 °C, was ihn mit den üblichen Produktionsverfahren der Kunststoffindustrie verarbeitbar werden lässt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass geschmolzenes PHB auf der Haut kleben bleibt. Für den formgebenden Produktionsprozess muss mit einem Materialschwund von etwa 1,3% gerechnet werden.
Stabile Eigenschaften weist der Werkstoff bei Temperaturen zwischen –30 und +120°C auf. Auf Grund des hohen kristallinen Anteils ist Polyhydroxybuttersäure unlöslich für Lösungsmittel oder Wasser. Auf Laugen oder Säuren reagiert der Kunststoff allerdings wenig resistent. Nachteilig wirkt sich noch die hohe Bruchanfälligkeit im Vergleich zu Polypropylen aus. Um das Eigenschaftsprofil zu verbessern, wird PHB daher mit anderen Bestandteilen wie Zelluloseacetat, Kork oder anorganischen Materialien zu PHB-Blends vermischt.
Via Modulor Via Modulor