Grüne Chemie

ScienceSpot Grüne Chemie 4 – Biokunststoffe

Kunststoffe, umgangssprachlich auch Plastik genannt, sind aus unser aller Leben nicht mehr wegzudenken. Früh am Morgen drückst du deine Zahnpasta aus einer Kunststofftube, zum Frühstück isst du dein Fruchtjoghurt aus einem Kunststoffbecher. Am Weg zur Schule oder in die Arbeit bist du von Kunststoff umgeben, denn ein Großteil der Innenverkleidung unserer Wiener Bims besteht daraus. Sogar in deinem Handy sind unterschiedliche Kunststoffe verbaut. Die Anwendungsmöglichkeiten sind fast unbegrenzt.

Kunststoffe sind sehr leicht, wasserdicht, flexibel und reißfest. Dadurch sind sie ein effektives und sehr beliebtes Verpackungsmaterial. Auch die Lebensdauer von Lebensmitteln lässt sich durch Kunststoffverpackungen deutlich erhöhen (z.B. in Folie eingeschweißte Gurken). Durch die gute Formbarkeit und ihre vielfältigen Materialeigenschaften lassen sich Kunststoffe für die jeweiligen Einsatzbereiche anpassen.

Du siehst, Kunststoffe bringen viele Vorteile mit, aber wo liegt das Problem? Es liegt in ihrer Herstellung aus Erdöl und ihrer Entsorgung.

Spätestens seit „Fridays for Future“ ist der Klimawandel ein häufig diskutiertes Thema. Der Großteil der heutigen Kunststoffe wird aus Erdöl, einem fossilen Rohstoff, produziert. Man nennt sie petrochemische Kunststoffe. Sowohl bei der Herstellung als auch bei der Entsorgung dieser Kunststoffe entsteht das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid. Das trägt massiv zur Klimaerwärmung bei.

Viele Kunststoffe landen nach der Verwendung in der Natur. Ein Teil davon gelangt in Flüsse und schlussendlich in die Weltmeere. Sowohl an Land als auch in Gewässern bleiben sie sehr lange erhalten, in den Ozeanen lagern sie sich in riesigen Müllstrudeln an. Dort stellen sie eine große Gefahr für Tiere wie Fische, Robben und Seevögel dar.

Diese Probleme sind Wissenschafter*innen und Politiker*innen seit Jahren bekannt. Doch was wird getan, um etwas dagegen zu unternehmen? Es wird auf verschiedensten Wegen und Ebenen Lösungen gesucht, vereinzelte Maßnahmen hast du sicherlich auch im Alltag erlebt: So sind z.B. Trinkhalme, Wegwerfbesteck, Wattestäbchen und ähnliches aus Kunststoff seit Mitte 2021 europaweit verboten. Ein Ansatz der Politik lautet auch, die Bürger*innen davon zu überzeugen, Kunststoffe möglichst korrekt zu entsorgen. So können sie recycelt und wiederverwendet werden.

Von Seite der Wissenschaft heißt ein Lösungsansatz Biokunststoffe.

Was sind Biokunststoffe? Dieser Begriff wird für zwei Gruppen von Kunststoffen verwendet:

  • Kunststoffe, die aus erneuerbaren Rohstoffen, also aus Pflanzen, hergestellt werden.Kunststoffe, die aus erneuerbaren Rohstoffen (also aus Pflanzen) hergestellt werden
  • Kunststoffe, die biologisch abbaubar sind

Die Einteilung von Kunststoffen siehst du in der nachfolgenden Grafik:

Abbildung: Einteilung der Kunststoffe; erstellt von Benjamin Eckhart

Ein vielversprechender Kunststoff, der sowohl aus nachwachsenden Rohstoffen produziert wird als auch biologisch abbaubar ist, heißt PLA.

PLA ist die Abkürzung für polylactic acid, auf Deutsch heißt der Stoff Polymilchsäure.

Durch die Verwendung von Pflanzen als Ausgangsstoff und die biologische Abbaubarkeit von PLA sollen die Probleme der Klimaerwärmung und Umweltverschmutzung verringert werden.

Die Grüne Chemie hat es sich zum Ziel gemacht, chemische Prozesse möglichst umweltverträglich und nachhaltig zu gestalten. Dazu wurden 12 Prinzipien formuliert. Vor allem die Prinzipien 7 und 10 sind bei Biokunststoffen von Bedeutung.

Ein kleiner Teil von Alltagsprodukten wird schoEin kleiner Teil von Alltagsprodukten wird schon heute aus PLA hergestellt und ersetzt dadurch herkömmliche petrochemische Kunststoffe. Beispiele dafür findest du in den folgenden Bildern.


Abbildung: Becher aus PLA,
Foto: Benjamin Eckhart
Abbildung: Mit PLA 3-D gedrucktes Gelenk
Foto: Benjamin Eckhart

Mehr Informationen zu Vorkommen, Herstellung, chemischem Aufbau, stofflichen Eigenschaften, Anwendung, finanziellen Aspekten und Details zur Abbaubarkeit von PLA (Polymilchsäure) findest du über folgenden Link:

Leider ist auch PLA kein Allheilmittel, um die Klimaerwärmung und Umweltverschmutzung zu stoppen. Das zeigt unter anderem die sehr langsame Abbaugeschwindigkeit von PLA bei Umgebungstemperaturen von 15–25 °C. Die Forschung zu Biokunststoffen steht am Anfang. In den nächsten Jahren wird an Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen gearbeitet werden. Ziel ist die Entwicklung von gut abbaubaren Biokunststoffen, die auch kostengünstig und damit wirtschaftlich interessant sind.

Auch wenn die Probleme der Klimaerwärmung und der Umweltverschmutzung überwältigend wirken können, sind wir nicht machtlos! Wir können alle einen Teil zur Lösung dieser Problematiken beitragen. Doch was kannst du konkret tun?

Neben der finanziellen Unterstützung anerkannter Umweltschutzorganisationen, kannst du selbst an Kampagnen oder Demonstrationen teilnehmen und bei Wahlen dein Kreuz bei einer Partei setzen, die sich für Nachhaltigkeit einsetzt. Oder du kannst ganz einfach mit Menschen in deiner Umgebung Gespräche suchen, in denen du ihnen die Wichtigkeit dieser Thematik näherbringst.

Doch nicht nur durch politischen Einsatz kannst du etwas bewirken. Auch viele kleine, alltägliche Entscheidungen können in Summe große Auswirkungen haben, vor allem, wenn viele Menschen ihre Einstellung entsprechend ändern. Du kannst beim Einkaufen bewusst auf Nachhaltigkeit achten und wo es möglich ist, auf Kunststoffe verzichten. Große Firmen reagieren schnell auf die Wünsche ihrer Kund*innen und passen ihre Angebote entsprechend an. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Trend zur veganen Ernährung: Aufgrund der gestiegenen Nachfrage kam es innerhalb weniger Jahre zu einem raschen Anstieg des Angebots an Fleischersatzprodukten.

Wenn wir alle unseren Beitrag leisten, ist eine positive Trendwende in Richtung Nachhaltigkeit und Umweltschutz möglich. Und genau das deckt sich mit den Zielen der Grünen Chemie:  Produkte sollen möglichst umweltverträglich, energiesparend und sicher für Mensch und Natur entwickelt und hergestellt werden.


Gestaltung der Station: Benjamin Eckhart, Mag. Gerda Heinzle