Einführung
Als abbaubarer Kunststoff bezeichnet man einen Kunststoff, dessen Eigenschaften die jeweiligen Anwendungsanforderungen erfüllen, dessen Leistungsfähigkeit sich während der Lagerdauer nicht verändert und der sich nach Gebrauch unter natürlichen Umweltbedingungen in umweltfreundliche Substanzen zersetzt. Daher wird er auch als umweltverträglicher Kunststoff bezeichnet.
Es gibt eine Vielzahl neuer Kunststoffe: photochemisch abbaubare Kunststoffe, biologisch abbaubare Kunststoffe, durch Photo-/Oxidation biologisch abbaubare Kunststoffe, auf Kohlendioxid basierende biologisch abbaubare Kunststoffe, auf thermoplastischem Stärkeharz abbaubare Kunststoffe.
Polymerdegradation bezeichnet den Prozess des Aufbrechens der Polymerketten durch chemische und physikalische Faktoren. Die Degradation, bei der Polymere Umwelteinflüssen wie Sauerstoff, Wasser, Strahlung, Chemikalien, Schadstoffen, mechanischen Kräften, Insekten und anderen Tieren sowie Mikroorganismen ausgesetzt sind, wird als umweltbedingte Degradation bezeichnet. Durch die Degradation verringert sich das Molekulargewicht des Polymers und seine physikalischen Eigenschaften nehmen ab, bis es schließlich seine Verwendbarkeit verliert – ein Phänomen, das auch als Alterungsdegradation des Polymermaterials bekannt ist.
Die Alterungsbedingte Degradation von Polymeren steht in direktem Zusammenhang mit deren Stabilität. Die Alterungsdegradation von Polymeren verkürzt die Lebensdauer von Kunststoffen.
Seit der Erfindung von Kunststoffen widmen sich Wissenschaftler der Alterungsverhinderung solcher Materialien, d. h. der Untersuchung ihrer Stabilisierung, um hochstabile Polymermaterialien herzustellen. Wissenschaftler in verschiedenen Ländern nutzen außerdem das Alterungsverhalten von Polymeren, um umweltverträgliche Kunststoffe zu entwickeln.
Die wichtigsten Anwendungsgebiete für biologisch abbaubare Kunststoffe sind: landwirtschaftliche Mulchfolie, verschiedene Arten von Plastikverpackungsbeuteln, Müllsäcke, Einkaufstüten in Einkaufszentren und Einweg-Cateringbesteck.
Degradationskonzept
Der Abbau umweltabbaubarer Kunststoffe umfasst hauptsächlich biologischen, photochemischen und chemischen Abbau. Diese drei Hauptprozesse beeinflussen sich gegenseitig synergistisch und kohärent. So laufen beispielsweise photochemischer und oxidischer Abbau oft gleichzeitig ab und fördern sich gegenseitig; biologischer Abbau erfolgt meist nach dem photochemischen Abbau.
Zukunftstrend
Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach biologisch abbaubaren Kunststoffen kontinuierlich steigen und diese nach und nach die meisten herkömmlichen Kunststoffprodukte ersetzen werden.
Dafür gibt es zwei Hauptgründe: 1) Das wachsende Umweltbewusstsein der Öffentlichkeit motiviert mehr Menschen, umweltfreundliche Produkte zu verwenden. 2) Technologische Fortschritte senken die Produktionskosten biologisch abbaubarer Kunststoffprodukte. Die hohen Kosten für abbaubare Harze und die starke Marktpräsenz etablierter Kunststoffe erschweren jedoch den Markteintritt biologisch abbaubarer Kunststoffe. Daher werden diese herkömmliche Kunststoffe kurzfristig nicht ersetzen können.
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Veröffentlichungsdatum: 10. August 2022
