Biomüll wird künftig zu wertvollem Kunststoff

Laut Eidgenössischer Technischer Hochschule Lausanne Einsatz in Autos, Küchenutensilien und Co

Dübel: Diese werden künftig aus Biomüll umweltschonend hergestellt (Foto: kalhh, pixabay.com)

Lausanne (pte002/15.03.2024/06:05) - Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne ( https://www.epfl.ch/de/ ) machen aus scheinbar wertlosen landwirtschaftlichen Abfällen Hochleistungskunststoffe, für die bisher Erdöl nötig war. Das Team um Jeremy Luterbacher produziert Polyamide, eine Kunststoffklasse, die für ihre Festigkeit und Haltbarkeit bekannt ist und deren prominentestes Beispiel Nylon ist.

Spezieller Zucker als Basis

"Typische Kunststoffe auf fossiler Basis benötigen aromatische Gruppen, um ihnen Steifigkeit zu verleihen. Das verleiht ihnen Leistungseigenschaften wie Härte, Festigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit. Wir erzielen ähnliche Ergebnisse, verwenden aber eine Zuckerstruktur, die in der Natur allgegenwärtig und im Allgemeinen völlig ungiftig ist, um die typischen Polyamideigenschaften zu erzielen", sagt Luterbacher.

Der Forscher und sein Doktorand Lorenz Manker haben ein katalysatorfreies Verfahren zur Umwandlung von Dimethylglyoxylat-Xylose in hochwertige Polyamide entwickelt. Das gelingt mit der sogenannten Schmelzpolykondensation, die bei einer Temperatur von 250 Grad abläuft. Dabei werden Monomere, die Vorläufer von Kunststoffen, zu langen Ketten verquirlt, zu sogenannten Polymeren. Das Ausgangsmaterial wird zu 97 Prozent in Kunststoff umgewandelt. Es bleiben also kaum Reste übrig, die entsorgt werden müssen. Techno-ökonomische und Lebenszyklusanalysen ließen Verkaufspreise nahe denen von Nylon 66 erwarten, bei einer Reduzierung des Treibhauspotenzials um bis zu 75 Prozent, so Luterbacher.

Breite Anwendungspalette

Die potenziellen Anwendungen für diese innovativen Polyamide sind vielfältig und reichen von Automobilteilen über Garne, aus denen Kleiderstoffe hergestellt werden, bis hin zu Dübeln, Kabelbindern, Küchenutensilien wie Suppenkellen - das Material hält Temperaturen von bis zu 150 Grad Celsius aus - Saiten für Streichinstrumente bis hin zu den Borsten von Zahnbürsten. Das Team hat auch ein Recycling-Verfahren für das neuartige Polyamid, sodass ein Kreislaufprozess entsteht.

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