Biokunststoffe
Bei Biokunststoffen handelt es sich nicht um eine einheitliche Polymerklasse, sondern um eine Familie von Produkten, die sich erheblich unterscheiden können. Eine allgemein anerkannte Definition des Begriffs existiert nicht. European Bioplastics versteht – ähnlich wie andere Verbände – darunter zwei unterscheidbare Klassen.
Definition von Biokunststoffen nach European Bioplastics:
- Kunststoffe, die auf Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt werden
- Biologisch abbaubare Kunststoffe, welche alle Kriterien von wissenschaftlich anerkannten Normen zum Nachweis der biologischen Abbaubarkeit und Kompostierbarkeit von Kunststoff(produkt)en erfüllen; in Europa: EN 13432 / EN 14995
In beiden Fällen werden für die Polymerproduktion in hohem Maße nachwachsende Rohstoffe eingesetzt. Während die Produkte der ersten Gruppe nicht notwendigerweise biologisch abbaubar bzw. kompostierbar sein müssen, gilt für die zweite Gruppe, dass zur Erfüllung der EN 13432 / EN 14995 nicht notwendigerweise nachwachsende Rohstoffe eingesetzt werden müssen – auch bestimmte erdölbasierte Polymere sind nachweislich biologisch abbaubar und kompostierbar. Sie erweitern das Anwendungsspektrum und schaffen oft erst die Voraussetzung für eine Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen bei der Kunststoffproduktion.
Kunststoffe sind keine homogenen Produkte. Sie bestehen aus dem eigentlichen Polymer und Zusatzstoffen, wie Verarbeitungshilfsmitteln, Additiva, Farben etc. Jedes Polymer hat ein spezifisches Eigenschaftsprofil, jede darauf basierende Werkstoffformulierung und jedes Endprodukt wird hinsichtlich Verarbeitung oder Anwendung gezielt optimiert – ganz wie bei konventionellen Kunststoffen. Noch befindet sich die Entwicklung in einer relativ frühen Phase, es wird aber aus diesen Gründen auch auf längere Sicht oftmals weder möglich noch sinnvoll sein, Produkte aus 100% nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. Die Unternehmen verfolgen dabei in den meisten Fällen das Ziel einen möglichst hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe im Produkt zu erreichen. Für die heute am Markt befindlichen Biokunststoffprodukte, die unter die oben genannte Definition fallen, liegt er nach Schätzung des Verbands, über alle Anwendungen hinweg gemittelt, bei deutlich mehr als 50 Gew.% (Schätzung anhand der Produktionsanlagen, genaue Verbrauchsstatistiken existieren bisher nicht). Polymere wie PLA der PHA können zu 100% aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden. Auch Farben oder Additive lassen sich auf Basis nachwachsender Rohstoffe formulieren. Manche Produkte erreichen also einen Anteil von nahezu 100%.
Die meisten Biokunststoffe sind biologisch abbaubar, sie müssen es jedoch nicht zwangsläufig sein. Die biologische Abbaubarkeit ist eine direkte Folge der chemischen Struktur, und nicht der Rohstoffherkunft. Es gibt also auch synthetische Polymere, welche nachweislich biologisch abbaubar sind. Dies unterscheidet sie von konventionellen Standardkunststoffen, welche allesamt nicht biologisch abbaubar oder kompostierbar sind (z.B. Polyolefine wie PE, PP, PS, PET oder PVC). Alle natürlich vorkommenden kohlenstoffbasierte Polymere, z.B. Stärke, Zellulose, Lignin, und die zugrunde liegende Monomere, sind biologisch abbaubar. Allerdings lassen sich solche Biopolymere in der Regel nicht ohne weiteres mittels der üblichen Verfahren der Kunststoffverarbeitung verarbeiten. Biokunststoffe, die aus in der Natur vorkommenden Bausteinen (Monomeren) hergestellt sind, können nach chemischer Modifikation und Polymerisation diese Eigenschaft verlieren, z.B. das aus Rizinusöl hergestellte Polyamid 11 oder die auf der Fettsäure "Ölsäure" basierende Nylon 9 Typen. Der Begriff Biokunststoff darf nicht zu eng gefasst und verstanden werden: Immer zu berücksichtigen ist die Tatsache, dass es sich bei Kunststoffen um technologisch sehr anspruchsvolle Produkte handelt, welche einem starken internationalen Wettbewerb unterliegen (jährlicher Verbrauch von Kunststoffen: ca. 200 Millionen Tonnen; ca. 5% durchschnittliches Wachstum pro Jahr). Der Verband European Bioplastics wird mit anderen Gruppen und Verbänden die Definition des Begriffes Biokunststoff weiter entwickeln.