Bioadditive

Kleine Mengen große Wirkung, so kann man in wenigen Worten Additive für Kunststoffe beschreiben. Vorwiegend werden die Additive heute noch aus der Erdölchemie gewonnen. Phenolische Antioxidantien kommen aber auch in der Natur vor. Fraunhofer CCPE Mitarbeitende forschen daran, wirksame Kunststoff-Additive aus geeigneten Pflanzenrohstoffen herzustellen.  

Viele Kunststoffe wie z.B. die umfangreiche Klasse der Polyolefine können ohne den Zusatz von Additiven, in diesem Fall Antioxidantien, weder verarbeitet noch in einer dauerhaften Anwendung eingesetzt werden. Dabei sind oft Zusatzmengen von wenigen Zehntelprozent ausreichend, um die notwendige Schutzwirkung zu erreichen. Additive sind damit für den Erfolg von Kunststoffen maßgeblich und haben sich heute zu Innovationsgaranten für maßgeschneiderte Kunststoff-Anwendungen entwickelt. Wie kann man diese essenziellen Stoffe in eine neue Ära führen?

Die heutigen Antioxidantien gehen vorwiegend auf die klassische Erdölchemie zurück, sind daher wenig nachhaltig und nur bedingt umweltfreundlich. In der Natur sind Antioxidantien weit verbreitet, da sich auch Pflanzen dadurch vor Oxidation, schädlichen freien Radikalen und gegen Alterung schützen. Allerdings müssen Pflanzen keine üblichen Kunststoffverarbeitungstemperaturen oberhalb von 200 °C aushalten. Wie kann man nun geeignete Strukturen aus Pflanzenrohstoffen identifizieren, in thermisch stabile Additive für Kunststoffe überführen und wirksame Kunststoffstabilisatoren generieren?

Ferulasäure ist ein derartiges Antioxidans aus der Natur, das in vielen Zellwänden von Pflanzen vorkommt und auch biotechnologisch hergestellt werden kann. Durch Reaktion mit einem ebenfalls aus der Natur stammenden Fettalkohol wird ein wirksames Antioxidans erhalten, das z.B. für die Verarbeitungsstabilisierung von Polyolefin-Verpackungen bestens geeignet ist. Durch weitere synergistische Kombination mit ausgewählten Zuckeralkoholen, d.h. weiteren Naturprodukten, wird darüber hinaus, wenn erforderlich, die Langzeitstabilität von Kunststoffen verbessert. Damit stehen den heutigen petrochemischen Standards vergleichbare „Bio“-Lösungen zur Verfügung.

Additive für Kunststoffe, für Biopolymere und Rezyklate, Formulierungsentwicklung und das maßgeschneiderte Einstellen von Kunststoffeigenschaften ist ein wesentliches Element im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE. Sprechen Sie uns an.