HERKUNFT VON BIOKUNSTSTOFFEN
Die meisten Biokunststoffe stammen heute aus Biomasse und werden daher als biobasierte Produkte bezeichnet (nach der Norm EN 16575 : 2004 (https://www.boutique.afnor.org/norme/nf-en-16575/produits-biosources-vocabulaire/article/810174/fa178684). Einige biologisch abbaubare Polymere werden noch aus fossilen Ressourcen gewonnen, ihr Anteil ist jedoch sehr gering (hauptsächlich PBAT und PCL). Die zur Herstellung von biobasierten Polymeren verwendete Biomasse stammt überwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen, insbesondere aus der Landwirtschaft oder der Lebensmittelindustrie. Zu den wichtigsten Schritten der Aufbereitung der Biomasse gehört die bakterielle Vergärung von Zuckern verschiedener Herkunft. Aus diesen Verfahren gehen die Plattformmoleküle der grünen Chemie hervor, die als Monomere zur Herstellung von biobasierten Polymeren verwendet werden können.
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BIOKUNSTSTOFFEN
DIE VERSCHIEDENEN AUSGANGSPRODUKTE VON BIOKUNSTSTOFFEN
à l’origine des plastiques biosourcés
1. Generation
(Lebensmittel)
Pflanzenöle: Soja, Palm, Sonnenblumen, Rizinus, Rapsöl, etc.
Stärke: Mais, Weizen, Kartoffeln, Tapioka, etc.
Glukose: Zuckerrohr, Rüben, etc.
2. Generation
(nicht lebensmittelbasiert)
Biomasse aus Lignocellulose: Holz, Nebenprodukte oder Abfälle aus der Land oder Holzwirtschaft (Bagasse aus Zuckerrohr, Stroh, etc.)
Siedlungsabfälle:organische Abfälle, Abwasser etc.
3. Generation
(nicht lebensmittelbasiert, bodenunabhängige Kulturen
Mikroorganismen: Mikroalgen, Bakterien, Pilze, Hefen, etc.
Die wichtigsten Ressourcen sind heute Getreide (Maisstärke oder hydrolisierter Weizen) oder stammen direkt aus der Zuckerindustrie (Zuckerrohr, Rüben, Melasse).
Umweltauswirkungen der Verwendung von Biomasse zur Herstellung von Kunststoffen auf pflanzlicher Basis:
Biobasierte Polymere werden heute in der Mehrzahl der Fälle aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, die auch zu anderen Zwecken, insbesondere zur Ernährung von Mensch und Tier dienen. Der zur Herstellung von Biokunststoffen verwendete Anteil ist allerdings marginal (ca. 0,02 % der globalen landwirtschaftlich genutzten Fläche).
Normen und Zertifizierungen von biobasierten Kunststoffen
Der biobasierte Anteil eines Polymers wird heute im Wesentlichen nach zwei Normen bestimmt :
ASTM D6866 / ISO 16620-2
Mittels Radiokarbondatierung kann der Kohlenstoffanteil aus nachwachsenden Rohstoffen eines Materials im Verhältnis zum Kohlenstoffanteil fossilen Ursprungs bestimmt werden. Ein Element aus der Biomasse enthält einen deutlich höheren Anteil an Kohlenstoff-14 als eine erdölbasierte Verbindung, wo dieser Anteil gering oder gar nicht mehr nachweisbar ist. So lässt sich der Anteil an biobasiertem Kohlenstoff leicht messen.
EN 16785-1
Diese Norm ermöglicht eine Bestimmung des biobasierten Gehalts mittels Radiokarbon- und Elementaranalyse. Diese Methode liefert eine feinere Messung, da neben den Kohlenstoffatomen außerdem die Sauerstoff-, Stickstoff- und Wasserstoffatome berücksichtigt werden.