Biologisch abbaubarer Polyester Recyclingfähiger Kunststoff mit HDPE-Eigenschaften

Quelle: Pressemitteilung GDCh

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Polyethylen hat viele vorteilhafte Eigenschaften – die biologische Abbaubarkeit ist jedoch nicht darunter. Ein Forschungsteam hat jetzt einen Kunststoff hergestellt, der biologisch abbaubar ist und gleichzeitig die thermoplastischen Eigenschaften von hochdichtem Polyethylen (HDPE) aufweist.

Der biologisch abbaubare Kunststoff ist ein teilkristalliner Polyester, der sich mit milden chemischen oder biologischen Verfahren vollständig in seine Ausgangsstoffe zersetzen lässt.
Der biologisch abbaubare Kunststoff ist ein teilkristalliner Polyester, der sich mit milden chemischen oder biologischen Verfahren vollständig in seine Ausgangsstoffe zersetzen lässt.
(Bild: Wiley-VCH)

Hochdichtes Polyethylen (HDPE) ist ein besonders beständiger und langlebiger Werkstoff. Seine Eigenschaften als Thermoplast verdankt er vor allem dem inneren Aufbau der Molekülketten, die sich zu einem hohen Grad kristallin anordnen. Allerdings gibt es kein biologisch abbaubares HDPE, da Polyethylen als reiner Kohlenwasserstoff keine funktionellen Gruppen in den Molekülketten besitzt, an denen abbauende Enzyme angreifen könnten. Wie die Gesellschaft Deutscher Chemiker mitteilt, haben Forschende von der Universität Konstanz jetzt ein Polyestermaterial entwickelt, das eine ähnliche Kristallinität wie HDPE aufweist und daher dessen mechanische Eigenschaften hat. Polyester-Werkstoffe können anders als Polyethylen an ihren funktionellen Gruppen chemisch oder enzymatisch aufgebrochen werden, was sie biologisch abbaubar macht, heißt es. Allerdings wirke Kristallinität dem entgegen.

Der neue teilkristalline Polyester zersetzt sich jedoch sowohl im Enzymbad als auch durch Mikroorganismen im Boden. Als wesentlichen Grund identifizierte das Forscherteam einen seiner Grundstoffe, der für die Polymerisation benötigt wird: Ethylenglykol. Mit ihm erhält man den hohen Schmelzpunkt und erhöht eben auch die Abbaubarkeit für diese Polyethylen-artigen Materialien. Wegen seiner guten chemischen und biologischen Abbaubarkeit, verbunden mit den mechanischen Eigenschaften, soll sich der neue Polyester als Thermoplast anbieten, der recyclingfähig ist und nicht lange in der Umwelt verbleibt. Ziel sei ein geschlossener Kreislauf durch chemisches Recycling.

https://doi.org/10.1002/ange.202213438

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