Aktuell verwenden wir flexible Verpackungsfolien als Rohstoffe, die im Wesentlichen nicht abbaubar sind. Obwohl sich viele Länder und Unternehmen der Entwicklung abbaubarer Materialien verschrieben haben, werden diese für flexible Verpackungen noch nicht in großem Umfang produziert. Angesichts des zunehmenden Umweltbewusstseins im Land haben viele Provinzen und Städte Plastikbeschränkungen erlassen oder in einigen Gebieten sogar Plastikverbote verhängt. Daher ist für Unternehmen der flexiblen Verpackungsindustrie ein fundiertes Verständnis abbaubarer Materialien unerlässlich, um diese sinnvoll einzusetzen und so die Grundlage für umweltfreundliche und nachhaltige Verpackungen zu schaffen.
Der Abbau von Kunststoffen beruht auf Umwelteinflüssen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Feuchtigkeit, Sauerstoff usw.), die zu signifikanten Veränderungen der Kunststoffstruktur und einem Leistungsverlust führen.
Der Abbauprozess wird von zahlreichen Umweltfaktoren beeinflusst. Entsprechend ihres Abbaumechanismus lassen sich abbaubare Kunststoffe in photochemisch abbaubare, biologisch abbaubare, photobiologisch abbaubare und chemisch abbaubare Kunststoffe unterteilen. Biologisch abbaubare Kunststoffe können wiederum in vollständig biologisch abbaubare und unvollständig biologisch abbaubare Kunststoffe unterteilt werden.
1. Photochemisch abbaubare Kunststoffe
Photochemisch abbaubarer Kunststoff ist ein Kunststoff, der durch Sonnenlicht zersetzt wird. Dabei verliert er nach einer gewissen Zeit an Festigkeit, zerfällt zu Pulver und kann teilweise mikrobiell weiter abgebaut werden, wodurch er in den natürlichen Kreislauf gelangt. Anders ausgedrückt: Nachdem die Molekülketten des photochemisch abbaubaren Kunststoffs zerstört wurden, verliert er an Festigkeit und wird spröde. Durch natürliche Zersetzung zerfällt er zu Pulver, gelangt in den Boden und wird dort durch Mikroorganismen wieder in den biologischen Kreislauf aufgenommen.
2. Biologisch abbaubare Kunststoffe
Biologischer Abbau wird allgemein wie folgt definiert: Biologischer Abbau bezeichnet den Prozess der chemischen Umwandlung von Verbindungen durch die Wirkung biologischer Enzyme oder durch chemische Abbauprozesse, die von Mikroorganismen hervorgerufen werden. Dabei können auch Photodegradation, Hydrolyse, oxidativer Abbau und andere Reaktionen auftreten.
Der Mechanismus des biologischen Abbaus von Kunststoffen beruht darauf, dass Bakterien oder Hydrolasen das Polymermaterial in Kohlendioxid, Methan, Wasser, mineralisierte anorganische Salze und neue Kunststoffe zersetzen. Anders ausgedrückt: Biologisch abbaubare Kunststoffe sind Kunststoffe, die durch natürlich vorkommende Mikroorganismen wie Bakterien, Schimmelpilze und Algen abgebaut werden.
Der ideale biologisch abbaubare Kunststoff ist ein Polymermaterial mit hervorragenden Eigenschaften, das von Mikroorganismen in der Umwelt vollständig abgebaut wird und schließlich Teil des natürlichen Kohlenstoffkreislaufs wird. Das heißt, die Zersetzung in weitere Moleküle kann von natürlichen Bakterien weiter abgebaut oder aufgenommen werden.
Das Prinzip des biologischen Abbaus lässt sich in zwei Klassen unterteilen: Erstens den biophysikalischen Abbau. Hierbei werden Polymermaterialien durch mikrobielle Zersetzung angegriffen. Durch das biologische Wachstum kommt es zu Hydrolyse, Ionisierung oder Protonierung der Polymerkomponenten, wodurch diese in Oligomere gespalten werden. Die Molekularstruktur des Polymers bleibt dabei unverändert; die biophysikalische Funktion des Polymers wird im Abbauprozess nicht beeinträchtigt. Zweitens den biochemischen Abbau. Hierbei zersetzen Mikroorganismen oder Enzyme das Polymer direkt oder oxidativ in kleine Moleküle, bis schließlich Kohlendioxid und Wasser entstehen.
2. Biologischer Abbau von Kunststoff
Biologisch destruktive abbaubare Kunststoffe, auch Kollapskunststoffe genannt, sind ein Verbundsystem aus biologisch abbaubaren Polymeren und herkömmlichen Kunststoffen wie Stärke und Polyolefinen, die in einer bestimmten Form kombiniert werden und in der natürlichen Umwelt nicht vollständig abgebaut werden und zu Sekundärverschmutzungen führen können.
3. Vollständig biologisch abbaubare Kunststoffe
Laut ihren Quellen gibt es drei Arten von vollständig biologisch abbaubaren Kunststoffen: Polymere und deren Derivate, mikrobiell hergestellte Polymere und chemisch hergestellte Polymere. Stärkebasierte Kunststoffe sind derzeit die am weitesten verbreitete flexible Verpackungsmasse.
4. Natürliche, biologisch abbaubare Kunststoffe
Natürliche biologisch abbaubare Kunststoffe sind natürliche Polymerkunststoffe, die aus natürlichen Polymeren wie Stärke, Zellulose, Chitin und Proteinen hergestellt werden. Diese Materialien stammen aus verschiedenen Quellen, sind vollständig biologisch abbaubar und das Produkt ist sicher und ungiftig.
Ausgehend von den verschiedenen Abbauarten und den unterschiedlichen Anforderungen an die biologisch abbaubaren Materialien benötigen wir nun die Kundenidentität. Die biologisch abbaubaren Materialien müssen vollständig abgebaut, auf der Deponie entsorgt oder kompostiert werden. Wir benötigen den Abbau bestehender Kunststoffmaterialien, die Stoffe wie Kohlendioxid, Wasser und mineralisierte anorganische Salze enthalten und leicht von der Natur aufgenommen oder wiederverwertet werden können.
Veröffentlichungsdatum: 14. Juli 2022