Zunächst muss ein häufig anzutreffender Irrtum beiseite geschafft werden – nämlich der, dass Müll verschwindet, wenn er verbrannt wird. Er ändert lediglich seine Form und Zusammensetzung und bringt durch seine Verbrennung Unmengen von Schadstoffen in die Umwelt ein. Dazu gehören Schwer- und Halbmetalle (Blei, Quecksilber, Arsen), polychlorierte Biphenyle und Naphtaline und auch krebserregende Kohlenstoffverbindungen. Aber auch die klassischen Verbrennungsprodukte wie Stickoxide, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid gelangen als Umweltgifte in die Luft. Man muss nicht erwähnen, dass all diese Stoffe die Gesundheit des Menschen gefährden.
Deshalb müssen die Industrie und auch die Verbraucher verstärkt dazu angehalten werden, einerseits wieder verwendbare Verpackungen zu nutzen, und andererseits damit die Schließung des Kohlenstoffkreislaufes für den Aufbau unserer nachhaltigen Wirtschaft befolgen.
„Stoffliche Verwertung und Ressourcenschonung auf allen Ebenen, wo immer es möglich ist“ lautet die Devise.
Wirklich umweltfreundlich sind die sogenannten bioabbaubaren Verpackungen, da sie weitaus weniger Energie und Erdöl zur Herstellung benötigen. Bioabbaubare Verpackungen werden unter Einwirkung von Mikroorganismen, Feuchte und Wärme abgebaut. Der Abbau erfolgt schrittweise bis auf die Grundbausteine. Dabei entsteht überwiegend Kohlendioxid und Wasser, aber auch Biomasse, woraus auf den Feldern wieder der Rohstoff für eine neue Verpackung entsteht. Ein perfekter Kreislauf eben!
Heutzutage gibt es eine große Vielzahl von bioabbaubaren Polymeren, die speziell für Anwendungen mit geringer Nutzungsdauer von Bedeutung sind, d.h. sie können prinzipiell alle herkömmlichen Kunststoffe in allen Anwendungen substituieren, in denen eine lange Lebensdauer nicht erforderlich ist. Wenn die primäre Nutzfunktion nach dem Gebrauch entfällt, sollen sie ohne großen Aufwand in möglichst geschlossenen, naturnahen Kreisläufen durch biologische Verfahren der Abfallbehandlung, wie z.B. der Kompostierung einer Wiederverwertung zugeführt werden.
Inhaltsverzeichnis
Allgemeines
Vor- und Nachteile
Cellulose
Derivate der Cellulose
Stärke und Derivate
Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht das Potenzial und die Funktionsweise von biologisch abbaubaren Verpackungen als nachhaltige Alternative zu konventionellen Kunststoffen. Im Zentrum steht dabei die Analyse verschiedener bioabbaubarer Polymere, deren Gewinnung, Verarbeitung sowie deren Verhalten in natürlichen Abbauprozessen.
- Umweltvorteile und ökologische Relevanz von Biokunststoffen
- Materialgruppen: Cellulose, Stärke und deren Derivate
- Synthese- und Polymerisationsverfahren
- Verarbeitungstechnologien wie Extrusion und Spritzguss
- Abbaubarkeit und Umweltverhalten unter variierenden Bedingungen
Auszug aus dem Buch
Polymilchsäure
Polymilchsäure (=Polylactidacid, PLA), auch Polylactid genannt, ist ein aliphatischer Polyester, der aus Milchsäure oder Polyglykolsäure hergestellt wird. Die PLA weist Eigenschaften eines teilkristallines, thermoplastischen Materials auf. Vermischt oder verblendet man den Stoff mit anderen Platifizierern, können die Eigenschaften der PLA nach eigenen Wünschen gestaltet werden. Es entstehen je nach Modifizierung steife bis flexible Produkte, die eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Feuchte, Alkohol und Fette aufweisen. Die Oberfläche ist glänzend sowie transparent und kann auf Wunsch eingefärbt werden.
Die hergestellten Verpackungen sind im Vergleich zu PET steifer und lassen geringere Wandstärken zu. Ferner bietet PLA eine gute Durchlässigkeit für Feuchtigkeit und ist damit geeignet für den Einsatz bei Produkten, bei denen Kondenswasser entweicht.
Zur Modifizierung werden Licht- und Wärmestabilisatoren, Gleitmittel und Pigmente zur Färbung hinzugefügt. Weiterhin können Füll- und Verstärkungsstoffe, Treibmittel und Vernetzungsmittel in das PLA-Granulat gemischt werden.
In Mischern werden die einzelnen Komponeten gut vermischt. Hierfür eignen sich im Falle der rieselfähigen PLA rotierende Mischbehälter oder –werkzeuge.
Zusammenfassung der Kapitel
Allgemeines: Einführung in die Problematik konventioneller Verpackungsabfälle und Darstellung des Potenzials bioabbaubarer Polymere als nachhaltige Lösung.
Vor- und Nachteile: Detaillierte Gegenüberstellung der ökonomischen und ökologischen Aspekte sowie der anwendungstechnischen Herausforderungen von Biokunststoffen.
Cellulose: Analyse von Cellulose als pflanzlicher Rohstoff, ihres chemischen Aufbaus und der Verfahren zu ihrer Isolation und Nutzung.
Derivate der Cellulose: Erläuterung der Herstellung von Cellophan und Celluloseestern sowie deren spezifischen Eigenschaften für den Verpackungssektor.
Stärke und Derivate: Untersuchung von Stärke als Reservekohlenhydrat und die Möglichkeiten ihrer thermoplastischen Verarbeitung sowie Derivatisierung.
Ausblick: Zusammenfassende Einschätzung der Marktentwicklung, der Hindernisse bei der breiten Einführung und zukünftiger Erfolgsfaktoren.
Schlüsselwörter
Biologisch abbaubare Verpackungen, Polymilchsäure, PLA, Cellulose, Stärke, Polymerisation, Extrusion, Spritzgießen, Kompostierung, Nachhaltigkeit, Biokunststoffe, Kohlenstoffkreislauf, Verpackungstechnik, Mater-BI, Thermoplasten.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Hausarbeit?
Die Arbeit befasst sich mit der Thematik biologisch abbaubarer Verpackungsmaterialien als umweltfreundliche Alternative zu erdölbasierten Kunststoffen.
Welche Themenfelder stehen im Fokus?
Die zentralen Themenfelder sind die Rohstoffquellen (nachwachsende Rohstoffe), die chemischen Synthesewege, die verarbeitungstechnischen Möglichkeiten sowie die ökologischen Vor- und Nachteile.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, den Aufbau, die Eigenschaften und die Entsorgungsmöglichkeiten von Biokunststoffen aufzuzeigen und deren Rolle innerhalb eines nachhaltigen Wirtschaftskreislaufes zu bewerten.
Welche wissenschaftliche Methode wird angewandt?
Es handelt sich um eine Literaturarbeit, die existierende wissenschaftliche Daten, chemische Grundlagen und technologische Verfahren zur Herstellung von Biokunststoffen strukturiert aufbereitet.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die Analyse der drei Hauptgruppen: Cellulose, deren Derivate sowie Stärke und deren Modifikationen zur thermoplastischen Verwendung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind unter anderem biologische Abbaubarkeit, Polymilchsäure (PLA), Stoffkreislauf, Stärkeblends und Celluloseester.
Warum spielt die Modifizierung von Stärke eine wichtige Rolle?
Naturbelassene Stärke ist oft nicht direkt für technische Anwendungen geeignet, da sie wasserempfindlich ist. Durch die Zugabe von Weichmachern oder die Bildung von Blends können die mechanischen Eigenschaften entscheidend verbessert werden.
Wie unterscheidet sich die Entsorgung von Biokunststoffen?
Im Gegensatz zu konventionellen Kunststoffen können zertifizierte Biokunststoffe unter spezifischen Bedingungen durch Mikroorganismen in Wasser, Kohlendioxid und Biomasse zerlegt und so wieder dem natürlichen Kreislauf zugeführt werden.
Welche Rolle spielt die DIN-Zertifizierung bei Biokunststoffen?
Da Begriffe wie "kompostierbar" rechtlich nicht geschützt sind, dienen Zertifizierungen wie die der DIN CERTO zur Kennzeichnung nachweislich geeigneter Produkte und bieten Herstellern wirtschaftliche Vorteile bei der Entsorgung.
- Citation du texte
- Roll (Auteur), Strauch (Auteur), Cavlovic (Auteur), Yassine (Auteur), von Riesen (Auteur), 2009, Biogradable Packaging, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/131714
