Polystyrol zur Hälfte aus Pflanzenrohstoff, mit Mikrowellen hergestellt und abbaubar
Technik und Energie ·
Ein Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Hereon hat ein Polystyrol entwickelt, das zu rund 50 Prozent aus nachwachsendem Rohstoff besteht und sich in kleine Bruchstücke zerlegen lässt, die Bakterien verarbeiten können. Hergestellt wird der Kunststoff mit Mikrowellen statt in beheizten Reaktionsgefäßen.
Ein Team unter Leitung des Helmholtz-Zentrums Hereon hat ein neues Polystyrol entwickelt, das zu rund 50 Prozent aus nachwachsendem Rohstoff besteht. Am Hereon arbeiten daran Prof. Francesca Toma vom Institut für Funktionale Materialien für Nachhaltigkeit und der Doktorand Phannaro Nhem. Beteiligt sind außerdem die BTU Cottbus-Senftenberg mit Prof. Axel T. Neffe, die FU Berlin und die Helmut-Schmidt-Universität Hamburg. Erschienen ist die Arbeit in der Fachzeitschrift Chem Circularity.
Polystyrol ist ein Kunststoff, von dem weltweit jedes Jahr knapp 20 Millionen Tonnen hergestellt werden, fast ausschließlich aus Erdöl. Im neuen Material ersetzt Itaconsäureanhydrid einen Teil des Styrols, des Grundbausteins von Polystyrol. Itaconsäureanhydrid wird aus Itaconsäure hergestellt, und die entsteht durch Fermentation, also durch Mikroorganismen, die pflanzliche Kohlenhydrate wie Zucker umwandeln.
Hergestellt wird der Kunststoff mit Mikrowellenstrahlung statt in beheizten Reaktionsgefäßen, das spart Energie. In das Material sind außerdem Thioestergruppen eingebaut, das sind chemische Bausteine, die als Sollbruchstellen wirken. An diesen Stellen lässt sich das Polystyrol chemisch in kleinere Bruchstücke zerlegen, die Bakterien verarbeiten können. Herkömmliches Polystyrol kann das nicht.
Das neue Material lässt sich auf üblichen Spritzgussmaschinen verarbeiten. Bisher hat das Team daraus Mini-Petrischalen in der Größe einer Ein-Euro-Münze gefertigt. Erste Tests mit menschlichen Stammzellen zeigen eine gute Verträglichkeit, vergleichbar mit handelsüblichem Polystyrol: Laut dem Fachportal Packaging Insights blieben über 99 Prozent der Zellen am Leben.
„Abbaubar“ heißt hier: Der Kunststoff lässt sich in basischer, also laugenartiger Umgebung chemisch spalten, die Bruchstücke können danach Bakterien verwerten. Dass er im Kompost, im Boden oder im Meer von selbst verschwindet, ist nicht gezeigt, und wie lange der Abbau dauert, ist nicht bekannt. Nur die Hälfte ist pflanzlich, die andere Hälfte ist weiterhin Styrol aus Erdöl.
Das Material ist erst im Labormaßstab: Bisher gibt es münzgroße Petrischalen, gedacht für Einweg-Laborplastik. Verpackungen etwa für Elektronik sind nur eine Möglichkeit und nicht getestet. Wie viel Energie die Mikrowellen sparen, ist nicht beziffert, Angaben zu Kosten oder zur Herstellung in einer Fabrik fehlen.