Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPEPia Borelbach arbeitet im Research Department »Circular Polymers«. Sie beschäftigt sich im Fraunhofer CCPE mit dem Abbauverhalten von Kunststoffen in der Umwelt.
Womit beschäftigen Sie sich im Fraunhofer CCPE? Welche kreativen Ideen verfolgen Sie derzeit in Ihrem Forschungsbereich?
Ich beschäftige mich im Fraunhofer CCPE mit dem Abbauverhalten von Kunststoffen in der Umwelt. Kunststoffe gelangen auf verschiedene Weisen in die Umwelt – Zum einen ungewollt bspw. über Littering, zum anderen aber auch geplant in Anwendungen wie Mulchfolien oder Geotextilien. Wir erforschen Methoden, um das Abbauverhalten der Kunststoffe im Labor nachzustellen und dieses zukünftig bewerten zu können. Die standardisierten Tests für die Zertifizierung biologisch abbaubarer Kunststoffe arbeiten mit zerkleinerten Materialien in geschlossenen Behältern. So kann zwar der biologische Abbau über CO2 Entstehung oder Sauerstoffverbrauch gut nachgewiesen werden, jedoch weicht die Versuchsanordnung stark von den realen Bedingungen ab. Unsere Idee war es deshalb, Versuchsstände zu entwickeln, die sich näher an den tatsächlichen Umgebungsbedingungen orientieren. In einem unserer Stände kann so der Abbau von Produktmustern auf Boden unter dem gleichzeitigen Einfluss von UV-Licht untersucht werden. Auch für eine regelmäßige Beregnung der Proben ist gesorgt. In einem anderen Teststand werden die Proben in einem simulierten Bachlauf getestet.
Haben Sie ein konkretes Projektbeispiel bzw. warum ist das interessant für die Industrie/Gesellschaft?
Ein typisches Einsatzgebiet für biologisch abbaubare Kunststoffe sind Mulchfolien. Diese werden häufig in der Landwirtschaft eingesetzt, um die Wachstumsbedingungen der Pflanzen zu verbessern. Biologisch abbaubare Mulchfolien sollen während ihrer Nutzungszeit stabil auf den Feldern liegen und sich erst nach der Ernte abbauen. Mit unseren Methoden können wir bereits während bzw. in der Phase der Werkstoffwicklung für solche Folien die voraussichtliche Zeit bis zum Beginn des Funktionsverlusts und die Dauer des Abbaus testen. Dadurch können spätere Reklamationen über einen zu frühen oder zu späten Abbau vermieden werden. Natürlich können auch verschiedene Bestandteile der Werkstoffrezeptur oder verschiedene Additive auf ihre Wirkung untersucht werden und so Grundlagen für eine Materialentwicklung liefern.
Was ist Ihr Highlight aus fast 5 Jahren Fraunhofer CCPE?
Mein persönliches Highlight war der erste Testlauf des neu entwickelten Bodenabbaustands, mit dem wir zeigen konnten, dass unsere Idee prinzipiell funktioniert, auch wenn zu diesem Zeitpunkt noch nicht alles perfekt war. Inzwischen haben wir einen optimierten Teststand, mit dem wir den Abbau von Kunststoffen realitätsnah nachstellen können.
Wie sieht Ihr Arbeitsalltag aus?
Die praktische Durchführung von Abbauversuchen ist nur ein kleiner Teil meiner Arbeit. Viel aufwändiger ist die Auswertung der umfangreichen Daten, die bei den Versuchen anfallen. Zur Beurteilung der Alterung werden unterschiedliche Analysemethoden herangezogen wie zum Beispiel die Dokumentation optischer Veränderungen über Mikroskopaufnahmen oder die Bestimmung polymerphysikalischer und -chemischer Eigenschaften. Bei unerwarteten Ergebnissen suche ich in der Literatur nach möglichen Erklärungen und tausche mich mit Kollegen unterschiedlicher Disziplinen aus.
Was fasziniert Sie an Ihrer Arbeit bei Fraunhofer CCPE?
Bei Fraunhofer CCPE arbeiten Wissenschaftler*innen mit unterschiedlichen fachlichen Hintergründen, Erfahrungen und aus unterschiedlichen Instituten zusammen. Dadurch ergeben sich die verschiedensten Blickwinkel auf das Thema Zirkularität. Das finde ich sehr bereichernd.
