Hanau, Alzenau - Kunststoffe sind vielseitig einsetzbare Materialien – kaum ein Konsumgut, das ohne dieses langlebige Material auskommt. Vor allem für Lebensmittelverpackungen ist Kunststoff in der Lage, Hygienevoraussetzungen, lange Haltbarkeit und einfache Verfügbarkeit von Produkten zu gewährleisten. Doch gerade viele leistungsfähige Kunststoffverpackungen tragen auch zu einem erhöhten Abfallaufkommen und Umweltbelastungen bei. 

So lassen sich aus mehrlagigen Verpackungsfolien die einzelnen Polymere nicht wirtschaftlich für die Herstellung neuer Verpackungsfolien zurückgewinnen. Kompostierbares Bioplastik als nachhaltige Alternative ist bereits seit einigen Jahrzehnten auf dem Markt. Jedoch haben ein höherer Preis und Eigenschaften, die noch hinter denen von herkömmlichen Kunststoffen zurückbleiben, eine breite Anwendung bisher verhindert.

Dieser Herausforderung hat sich das Fraunhofer IWKS gestellt und bietet einen neuen Polymerrohstoff an, der ohne Beeinträchtigung des Recyclings oder der Kompostierbarkeit die Schutzwirkung von Kunststoffverpackungen erhöht. Er kann sowohl mit herkömmlichen als auch mit kompostierbaren Verpackungsmaterialien kombiniert werden. Statt aus Erdöl oder biobasierten Grundstoffen aus Mais oder Zuckerrohr gewinnen die Forscher ihren Rohstoff aus großen Nebenproduktströmen der Lebensmittelindustrie. Konkret wird aus Apfeltrestern ein Hemicellulose-Produkt extrahiert, das dank der verzweigten Polymerstrukturen für verschiedenste Anwendungen geeignet ist: Von Beschichtungen, die Sauerstoff und Wasserdampf abschirmen, für Folien, Schalen und Flaschen aus Kunststoffen und Naturwachsen, über Lack- und Farbsysteme bis hin zu Papieradditiven oder Kosmetikartikeln, in denen das Polymerprodukt  zur Steigerung der Reißfestigkeit bzw. zur Einstellung der Fließfähigkeit und zur Stabilisierung von Dispersionen und Emulsionen eingesetzt werden kann. Der Vorteil: Der Rohstoff ist biobasiert und biologisch abbaubar, steht nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelindustrie, ist in ausreichender Menge vorhanden und als Nebenprodukt kostengünstig zu beziehen. Fundamental für den Einsatz in den diversen Materialsystemen ist die Tatsache, dass sich die verzweigten Polymerstrukturen vielfältig und wirtschaftlich chemisch modifizieren lassen. Im Rahmen des von der EU gefördeten Projekts HyperBioCoat wurde der Rohstoff erfolgreich an Demonstratoren für Lebensmittel- und Kosmetikverpackungen getestet.

Kritische Rohstoffe nicht nur ersetzen, sondern auch zurückgewinnen

Das Fraunhofer IWKS forscht nicht nur an Möglichkeiten der Substitution von Rohstoffen und wertvollen Ressourcen durch nachhaltige Alternativen, sondern auch an deren Rückgewinnung. Ein Beispiel hierfür ist Elektroschrott. Bislang werden die Kunststofffraktionen nicht oder lediglich als Sekundärmaterial thermisch verwertet, da sie sich nur schwer sortenrein und effizient abtrennen lassen. Am Fraunhofer IWKS setzen die Wissenschaftler auf ein stoffliches Recycling, wodurch mittels elektrohydraulischer Zerkleinerung und sensorbasierter Sortierung sowohl Metall- als auch Kunststofffraktionen z. B. von Handys trennbar sind. So können auch hochwertige Kunststoffe einer weiteren Verwertung zugeführt werden.

Quelle: Pressemitteilung Fraunhofer IWKS