Türverkleidung aus Naturfaser, Bild: Yanfeng Automotive Interiors

Beim 3er BMW besteht die Türverkleidung aus einem mit Kunststoff hinterspritzten Naturfaserträger. Bild: Yanfeng Automotive Interiors

Bei vielen Begriffen, die wir tagtäglich benutzen, fehlt eine allgemein gültige Definition. So ist es bei der Nachhaltigkeit, der Energieeffizienz und auch bei den Biokunststoffen. Darum vorweg gleich der Versuch einer Begriffsdefinition: Im Allgemeinen werden Produkte als Biokunststoffe bezeichnet, die auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut sind. Zu den Biokunststoffen zählen darüber hinaus sowohl biologisch abbaubare Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen als auch Verbundbauteile, die biologisch nicht abbaubar sind, aber Holz und Biokunststoffe enthalten.

Für den Großteil der Kunststoffe ist Erdöl das Vorprodukt. Kunststoffe sind äußerst widerstandsfähig und bauen sich in der Natur nur schlecht ab. Bis zur vollständigen Zersetzung können bis zu 500 Jahre vergehen. Sie zu verbrennen, ist oft die einzige Alternative. Erdöl ist aber für diesen Entsorgungsweg viel zu wertvoll: Um den Durst der Industrienationen zu stillen, müssen immer neue und immer umweltproblematischere Fördertechniken entwickelt und angewandt werden.

Systematik der Kunststoffe nach Umweltbundesamt, Bild: Helmut Winkler
Systematik der Kunststoffe nach Umweltbundesamt. Bild: Helmut Winkler

Was die Werkstoffe angeht, müssen zwei Problembereiche gelöst werden. Erstens stellt sich die Frage: „Welche Rohstoffe können heute Erdöl schon substituieren?“ Und zweitens: „Wie kann die Entsorgung im 21. Jahrhundert besser gelöst werden?“ Dass es diesbezüglich schon hochinteressante Ansätze gibt, zeigen nachfolgende Beispiele.

Dichtungen aus nachwachsenden Rohstoffen

Thermoplastisches polyurethan, Bild: Parker Hannifin
Thermoplastische Polyurethane bestehen aus Hart- und Weichsegmenten. Durch geeignete Kombination lassen sich die Werkstoffeigenschaften auf den Anwendungsfall hin optimieren. Bild: Parker Hannifin

Der Dichtungshersteller Parker Hannifin hat ein thermoplastisches Polyurethan entwickelt, das zum großen Teil aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Diese werden zum Beispiel als Stangenabdichtungen und Abstreifelemente in pneumatischen Edelstahlzylindern der Nahrungsmittel- und Chemieindustrie verbaut. Thermoplastische Polyurethane sind Copolymere, die aus einem „weichen“ Elastomer und einer „harten“ thermoplastischen Komponente bestehen.

Bei Parker haben die biobasierten thermoplastischen Polyurethane die Bezeichnung P5500 und P5600. Aufgrund ihres chemischen Aufbaus ist der Bio-Werkstoff auch für viele Anwendungen außerhalb der Nahrungsmittelindustrie hochinteressant.

Der Spezialchemie-Konzern Lanxess hat einen EPDM-Kautschuk (Ethylene-Propylen-Diene-Monomer) entwickelt, das Keltan Eco, bei dem bis zu 70 Prozent des verwendeten Ethylens aus Zuckerrohr hergestellt wird. Die technischen Eigenschaften des Bio-Dichtungswerkstoffs entsprechen herkömmlichen EPDM-Varianten. Bei der Kohlendioxid-Bilanz ist das Bio-EPDM aber deutlich besser.

Polyurethandichtungen, Bild: Parker Hannifin
Die Polyurethandichtungen aus nachwachsenden Rohstoffen werden erfolgreich in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Bild: Parker Hannifin

Auch DuPont hat mit Hytrel RS ein thermoplastisches Elastomer im Programm, das im Vergleich zu den erdölbasierenden Hytrel-Typen ein ebenbürtiges Leistungsspektrum hat. Der Grundstoff ist ein aus Maiszucker gewonnenes Polyol. Der Gesamtgehalt an nachwachsenden Rohstoffen beträgt zwischen 20 Prozent und 60 Prozent.

Global betrachtet rechnet der Anbieter mit einem Aufwärtstrend für Biokunststoffe in den nächsten Jahren. Man sieht ein robustes Wachstum in diesem Bereich, bedingt durch Kundenpräferenzen für nachhaltigere Materialien. Daher ist auch DuPont bestrebt, sein Portfolio an Biopolymeren weiterzuentwickeln um der Marktnachfrage zu entsprechen.