Biobasierte Polymere

Der Bereich der biobasierten Polymere ist ein dynamisches, vielseitiges Feld, das Entwicklungsstadien erreicht hat, die von der Forschung über die anfängliche Marktakzeptanz bis hin zu langfristig etablierten Hochleistungskunststoffen wie Cellulosematerialien oder Nylon reichen.

Von der Biomasse zu Polymeren

Heute sind biobasierte Polymere weit verbreitet und leicht zu beziehen. Mehr als 250 Unternehmen an 360 Standorten weltweit sind an der Herstellung biobasierter Polymere beteiligt und repräsentieren etwa 3 % der gesamten Polymerproduktion.

Die dynamischste Entwicklung wird für Drop-in-Biopolymere erwartet, die chemisch identisch mit ihren petrochemischen Pendants sind, aber zumindest teilweise aus Biomasse gewonnen werden. Diese Gruppe wird von teilweise biobasiertem PET (Bio-PET) angeführt, das Bioethanol aus Zuckerrohr verwendet.

An zweiter Stelle in dieser Gruppe stehen biobasierte Polyolefine wie PE und PP, ebenfalls auf Basis von Bioethanol.

Neue biobasierte Polymere wie PLA und PHA werden aktiv entwickelt; ihre weltweite Produktion hat sich in weniger als 10 Jahren mehr als vervierfacht.

Eine Reihe von Faktoren beeinflussen die Wachstumsrate des Bereichs der biobasierten Polymere. Zu diesen Faktoren gehören staatliche Politik, Technologie, Rohstoffkosten, Wettbewerb (Biomasse versus fossile Brennstoffe), Rohölpreise und Verbraucherakzeptanz.

Biobasierte Kunststoffe lassen sich in drei Hauptgruppen einteilen:

- Biokunststoffe auf Basis erneuerbarer Ressourcen, die biologisch abbaubar sind, wie Stärkekunststoff, Cellulosepolymere, Proteine, Lignin- und Chitosankunststoffe, Polymilchsäure (PLA), Polyhydroxyalkanoate (PHAs), aber auch Polyhydroxybutyrate (PHBs), Polyhydroxyvalerat (PHV) und ihre Copolymere in unterschiedlichen Anteilen (PHBV); diese Klasse umfasst mittlerweile auch Polymere wie PVC, PE, PP, PET, Nylon und Polyamide (PA), die als Biokunststoffe bezeichnet werden, weil die Ausgangsmonomere aus biologischen Ressourcen gewonnen werden können;

- Biokunststoffe auf Basis von Erdölressourcen, die zu 100 % biologisch abbaubar sind, wie Polycaprolacton (PCL), Polybutylensuccinat (PBS), Polybutylenadipat (PBA) und dessen Copolymere mit synthetischen Polyestern wie Polybutylenadipat-Terephthalat (PBAT) und Polyvinylalkohol (PVOH);

- Biokunststoffe, die durch Verwendung von Monomeren aus gemischten biologischen und petrochemischen Ressourcen gewonnen werden, wie Polyester aus erdölbasierter Terephthalsäure und biologisch gewonnenem Ethanol, 1,4-Butandiol und 1,3-Propandiol, wie Polybutylenterephthalat (PBT), Polytrimethylenterephthalat (PTT), Polyethylen-co-Isorbit-Terephthalat (PEIT), Polyurethan (PUR) und Epoxidharze (duroplastischer Kunststoff).


Das größte Anwendungsfeld für biobasierte Kunststoffe ist die Verpackung (sowohl flexibel als auch starr), die mehr als 50 % der Produktion biobasierter Kunststoffe ausmacht, gefolgt von Textilien, Konsumgütern, Landwirtschaft und Gartenbau, Automobil- und Transportgütern, Beschichtungen und Klebstoffen, Bauwesen sowie Elektro- und Elektronikprodukten und Spielzeug.