Entwicklung biobasierter Weichmacher für den Einsatz im Lebensmittelbereich

Kunststoffe müssen auf dem Weg zum Endprodukt gut zu verarbeiten und optimal auf die jeweilige Anwendung angepasst sein. Hierbei helfen Weichmacher, die in der Mehrzahl auf Phthalat-Basis hergestellt werden - eine Chemikalie, die nicht mit Lebensmitteln in Kontakt kommen darf. Gesetzliche Bestimmungen und steigendes Umweltbewusstsein erfordern zunehmend Phthalat freie Produkte. Fraunhofer UMSICHT entwickelt biobasierte Weichmacher unter anderem für Biokunststoffe mit dem Ziel, den biobasierten Anteil von Kunststoffen zu erhöhen und die Leistungsfähigkeit des Materials zu verbessern.

Weichmacher gehören zu den meistverkauften Chemikalien weltweit, bis 2018 wird die Nachfrage auf über 7,6 Millionen Tonnen pro Jahr steigen (Marktstudie Weichmacher 11/2013, Ceresana Research). In vielen Anwendungen sind die in die Diskussion geratenen Phthalat basierten Weichmacher aber durch neue Substanzen ersetzt worden. So konnten die Werkstoffentwickler bei Fraunhofer UMSICHT in dem Holz basierten Biokunststoff Celluloseacetat die Phthalat basierten Weichmacher auf biobasierte und umweltverträgliche Weichmachersysteme umstellen und für diese zeitgemäßen Kunststoffe auch eine Lebensmittelzulassung erreichen.

Biobasierte Ester als Weichmacher für Thermoplaste mit polaren Eigenschaften

Fraunhofer UMSICHT stellte auf der 79. Internationalen Grünen Woche Berlin vom 17. bis 26. Januar 2014 neue biobasierte Weichmacher vor. Auf Basis der seit kurzem kommerziell verfügbaren biobasierten Bernsteinsäure entwickelt das Oberhausener Forschungsinstitut im Rahmen des vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoff e.V. (FNR) geförderten Projekts "Bioethanol 2.0" neue biobasierte Ester (Bernsteinsäuredialkanoate). Die dazu notwendigen biobasierten Alkohole werden mit Hilfe eines patentierten Verfahrens aus Bioethanol und weiteren Komponenten hergestellt.

Bernsteinsäuredialkanoate unterscheiden sich von anderen biobasierten Weichmachern wie z. B. solchen auf Basis von Pflanzenöl oder der potenziell allergen wirkenden Abietinsäure durch einen ausgeprägten polaren Charakter, d. h. die Atomgruppen der Bernsteinsäuredialkanoate sind elektrisch geladen. Zielpolymere sind folglich Thermoplaste mit eher polaren Eigenschaften wie z. B. Polyvinylchlorid (PVC), Polylactide (PLA), Polyhydroxybuttersäure (PHB), CA aber auch Polystyrene (PS).

Quelle: Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT)