Vom Bioabfall zur PET-Alternative

Verfahren für Biokunststoffe

12.10.2016 PEF statt PET – auf diesen einfachen Nenner lässt sich die Bio-Alternative zum Massenkunststoff Polyethylenterephthalat, PET, bringen. Doch bislang ließ sich das Monomer der Polyethylen-­Furancarboxylsäure, PEF, nur aus Fruchtzucker herstellen und stand so in Konkurrenz zum Anbau und zur Erzeugung von Nahrungsmitteln. Eine clevere Synthesemethode ermöglicht nun den Einsatz von Pflanzenabfällen.

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Bild: dima_pics und ThamKC – Fotolia

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Die Dimensionen sind beeidruckend: 200 Millionen Tonnen Kohlendioxid entstehen Jahr für Jahr bei der Herstellung von 50 Millionen Tonnen Polyethylenterephtalat, PET – dem Kunststoff, aus dem unter anderem Einwegflaschen bestehen. Die für PET notwendigen Grundchemikalien Ethylenglykol und Terephtalsäure basieren auf Erdöl und Erdgas. Kein Wunder also, dass die Entwicklung biobasierter Kunststoff-Alternativen im Fokus der Chemieforscher stehen. Eine solche Alternative ist Polyethylen-Furancarboxylsäure (PEF), deren Grundstoff aus Pflanzen hergestellt werden kann. Doch bislang basierte der Syntheseweg auf Fruchtzucker – und eine einfache Mengenbetrachtung macht klar, dass ein Ersatz von PET durch PEF auf diesem Weg ernsthafte Folgen für die Welternährung hätte. Dazu kommen vergleichsweise große Kohlendioxid-Emissionen bei der Fruchtzucker-Herstellung.

Forscher an der Stanford University haben nun einen Weg gefunden, PEF aus Pflanzenresten und Kohlendioxid herzustellen. Sie erhitzten die aus Pflanzenresten relativ einfach herzustellende Furan-2-Carbonsäure mit Cäsiumkarbonat und Kohlendioxid. Bei 200 °C entsteht dabei eine Schmelze, die nach fünf Stunden zu 89 Prozent aus dem PEF-Monomer 2,5-Furandicarboxylsäure (FDCA) besteht.

Obwohl der Weg hin zur großtechnischen Nutzung dieser Synthese noch weit ist, scheint das Verfahren extrem verlockend: Pflanzenabfälle  aus Holz oder Gräser und Kohlendioxid aus Industrieabgasen könnten zu einem nachhaltigen Bio-Kunstsstoff umgewandelt werden. Und da PEF zudem noch besser gegen Sauerstoff abdichtet als PET, würden die Inhaltsstoffe künftiger Flaschen auch noch besser geschützt.

Webseite der Stanford-Forscher

Heftausgabe: Oktober 2016

Über den Autor

Armin Scheuermann, Redaktion
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