PEF sagt PET den Kampf an

Eine Antwort darauf k?nnten biobasierte Polymere sein, sogenanntes Bioplastik. Dieses weist sehr ?hnliche Eigenschaften wie herk?mmliche Kunststoffe auf, wird aber aus pflanzlichen Rohstoffen anstelle von Roh?l hergestellt. Einige Biokunststoffe sind zudem biologisch abbaubar und erm?glichen eine bessere Kompostierung.

Die Gruppe von Massimo Morbidelli erforscht unter anderem das Bioplastik namens Polyethylenfuranoat (PEF). PEF ist dem PET chemisch sehr ?hnlich, besteht jedoch zu hundert Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen, wie etwa Forst- und Agrarabf?llen. Seine etwas andere Molekularstruktur erm?glicht ausserdem bessere Produkteigenschaften: PEF-Flaschen ben?tigen beispielsweise weniger Material, sind leichter sowie stabiler als ihre PET-Konkurrenten und machen Getr?nke l?nger haltbar. PEF ist zwar biologisch nicht abbaubar, kann neben dem Recycling aber auch umweltschonend verbrannt werden, da keine zus?tzlichen CO₂-Emissionen entstehen.

Daf¨¹r, dass sich PEF auf dem Markt noch nicht durchsetzen konnte, ist vor allem dessen zeit- und energieintensive Produktion verantwortlich. Die ETH-Doktoranden Jan-Georg Rosenboom und Peter Fleckenstein haben nun zusammen mit dem ETH-Professor Giuseppe Storti ein Verfahren entwickelt, das PEF den kommerziellen Durchbruch erm?glichen k?nnte. Gestern wurden ihre Forschungsresultate in der Fachzeitschrift Nature Communications publiziert.

Energieeffiziente und schnelle Herstellung

?Unsere Methode reduziert die Herstellungszeit von mehreren Tagen auf wenige Stunden. Zudem k?nnen Verf?rbungen im Endprodukt im Gegensatz zu bisherigen Verfahren vermieden werden?, sagt Jan-Georg Rosenboom und erkl?rt: ?Statt die ¨¹blichen seil-artigen Polymerketten mit zwei Endpunkten reagieren zu lassen, schn¨¹ren wir aus selbigen zun?chst Ringe, die somit kein Ende mehr haben. Diese Ringe lassen sich dann viel schneller und kontrollierter zu PEF polymerisieren. Das liegt daran, dass keine chemischen Nebenprodukte entstehen und abgef¨¹hrt werden m¨¹ssen, wenn man die Ringe ?ffnet und zum finalen Polymer-Seil aneinanderh?ngt. Die sehr schnelle Reaktion innerhalb von Minuten erm?glicht PEF-Produkte, die PET in Materialeigenschaften ¨¹berlegen sind, und reduziert den Energiebedarf.?

Dar¨¹ber hinaus erm?glicht die Methode der Ring?ffnung eine pr?zise Abstimmung der Produktqualit?t, was beim bisherigen Herstellungsverfahren nicht m?glich war. Dadurch k?nnte die neue Methode auch f¨¹r die Herstellung von anderen Arten von Plastik und Bioplastik interessant sein. Aufgrund der guten Materialeigenschaften k?nnte das PEF eventuell auch Vielschichtmaterialien ersetzen, die schwierig zu recyclen sind.

Momentan erforschen die Wissenschaftler gemeinsam mit der Firma Sulzer, wie der neue Prozess bei der industriellen Massenproduktion umgesetzt werden k?nnte. Trotz der vielen Vorteile, die das PEF bietet, k?nne es von alleine nicht alle Probleme l?sen, sagt Rosenboom und betont: ?Bildung und ein gesch?rftes Bewusstsein f¨¹r den Umgang mit Plastik werden weiterhin wichtig sein, um die zunehmende Umweltbelastung zu stoppen. Fortschritte bei den Herstellungs- und Recyclingtechnologien werden jedoch den ?bergang zu einer nachhaltigen Gesellschaft erleichtern.?