Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Biokunststoff 214
Rohstoffe und Biokunststofftypen
Als Ausgangsstoffe für Biokunststoffe dienen aktuell vor allem Stärke und Cellulose als Biopolymere von Zuckern,
mögliche Ausgangspflanzen sind stärkehaltige Pflanzen wie z.B. Mais oder Zuckerrüben sowie Hölzer, aus denen
Cellulose gewonnen werden kann. Weitere potenzielle Rohstoffe wie Chitin und Chitosan, Lignin, Casein, Gelatine,
Getreideproteine und Pflanzenöl kommen für die Herstellung von Biokunststoffen in Frage. Abhängig von ihrer
Zusammensetzung, dem Herstellungsverfahren und Beimischung von Additiven ändern sich Formbarkeit, Härte,
Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur-, Wärmeformbeständigkeit und chemische Beständigkeit.
Stärke und Stärkeblends
→ Hauptartikel Thermoplastische Stärke, Stärke
Mit einem Marktanteil von etwa 80 Prozent bildet thermoplastische
Stärke den derzeit wichtigsten und gebräuchlichsten Vertreter der
Biokunststoffe. Die wichtigsten Pflanzen, die zur Gewinnung von
Stärke genutzt werden, sind aktuell Mais, Weizen und Kartoffeln in
Europa, Afrika und Nordamerika sowie Tapioka in Asien. Die
Rohmasse wird von Beiprodukten wie Proteinen, Pflanzenölen und
Pflanzenfasern gereinigt und entsprechend für die Nutzung vorbereitet.
Reine Stärke besitzt die Eigenschaft Feuchtigkeit zu absorbieren und
Maisstärkechips als Kinderspielzeug
wird deshalb vor allem im Pharmabereich zur Erzeugung von Medikamentenkapselhüllen eingesetzt, wurde hier
allerdings von der Hartgelatine weitgehend verdrängt. Um die leicht verfügbare Stärke auch thermoplastisch
verarbeitbar zu machen, werden ihr natürliche Weichmacher und Plastifizierungsmittel wie Sorbit und Glycerin
hinzugefügt. Diese Zusatzstoffe ermöglichen durch variierbare Dosierung eine spezifische, dem Verwendungszweck
entsprechend angepasste Veränderung der Materialeigenschaften der sogenannten thermoplastischen Stärke.
Thermoplastische Stärke ist aufgrund ihrer für die Nutzung negativen Eigenschaft, Wasser aufzunehmen, im
Regelfall nur eine der Komponenten, aus der moderne Biokunststoffe auf Stärkebasis hergestellt werden. Der zweite
Grundbestandteil dieser Kunststoffblends besteht aus wasserabweisenden, biologisch abbaubaren Polymeren wie
Polyester, Polyesteramiden, Polyurethanen oder Polyvinylalkohol. Ein Kunststoffblend setzt sich demnach aus der
hydrophoben Polymerphase sowie der dispersen und hydrophilen Stärkephase. Während des Schmelzvorgangs im
Extruder verbinden sich die wasserlösliche, disperse Stärkephase und die wasserunlösliche, kontinuierliche
Kunststoffphase zu einem wasserfesten Stärkekunststoff. Diese Erkenntnisse bildeten die Basis für die
Weiterentwicklung und den schließlichen Durchbruch der Stärkekunststoffe (EP 0596437, EP 0799335).
Stärkeblends und –compounds werden je nach Einsatzgebiet individuell für ihre weitere Nutzung in der Kunststoff
verarbeitenden Industrie entwickelt und produziert. Als Kunststoffgranulate lassen sie sich auf den vorhandenen
Anlagen zu Folien, tiefziehbaren Flachfolien, Spritzgussartikeln oder Beschichtungen verarbeiten. Beispiele dafür
sind Tragetaschen, Joghurt- oder Trinkbecher, Pflanztöpfe, Besteck, Windelfolien, beschichtete Papiere und Pappen.
Auch durch chemische Veränderung wie die Umsetzung zu Stärkeestern oder Stärkeethern mit hohem
Substitutionsgrad kann Stärke thermoplastisch modifiziert werden. Diese Verfahren haben sich aber wegen der damit
verbundenen hohen Kosten bislang noch nicht durchgesetzt.