Alles unter Kontrolle: Biologischer Abbau von Kunststofffolien

Newsletter 01/2021

Wie baut ein biologisch abbaubarer Kunststoff ab? Was muss beim Produktdesign von biologisch abbaubaren Produkten aus Kunststoff berücksichtigt werden? CCPE-Mitarbeitende analysieren die Fragmentierung und polymerphysikalischen Kunststoffeigenschaften auf dem Weg zur Verstoffwechselung des Kunststoffs durch Mikroorganismen.

© Fraunhofer UMSICHT
Kunststofffolien im Teststand zur Alterung mit Bodenkontakt, kontrollierter Bodenfeuchte und UV-Einstrahlung.

Mit zunehmendem Bewusstsein der Akkumulation von Kunststoffabfall in der Umwelt geht ein gesteigertes Interesse an biologisch abbaubaren Kunststoffen einher. Während des gesamten Lebenszyklus durchläuft ein biologisch abbaubares Kunststoffprodukt verschiedenen Phasen. Beginnend mit der Nutzungsphase bei voller Funktionsfähigkeit des Produktes, folgt die so genannte Fragmentierung als erster Schritt des Abbaus. Hieran schließen sich die Spaltung der Polymerketten und die Verstoffwechselung durch Mikroorganismen an. Für Produkte, die in der Umwelt eingesetzt werden, ist es entscheidend zu verstehen, wie die Abbauphasen ablaufen.
 
Forschende von Fraunhofer UMSICHT beschäftigen sich genau mit dieser Frage. Die Fragmentierung von Kunststoffen wird im Labor anwendungsspezifisch unter kontrollierten Bedingungen aber dennoch realitätsnah nachgestellt. Produkte wie Folien, Spritzgussbauteile oder Filamente werden Bedingungen ausgesetzt, die der Anwendung nah sind. Während dessen wird den Kunststoffen unter die Haut geschaut. Hierbei werden unterschiedlichste Analysemethoden kombiniert, um die Beobachtungen mit polymerphysikalischen Eigenschaften zu verknüpfen.
 

Diese Erkenntnisse setzen wir ein, um Kunststoffrezepturen anwendungsspezifisch zu optimieren und den Lebenszyklus biologisch abbaubarer Kunststoffprodukte beschreiben zu können. Aktuell untersuchen wir in einer Versuchsreihe, wie Kunststofffolien mit Bodenkontakt bei unterschiedlicher Bodenfeuchte, Bodenart und UV-Einstrahlung altern und abbauen.  

 
Ansprechpartner: Mona Duhme (mona.duhme@umsicht.fraunhofer.de)