Biologisch abbaubare Kunststoffe, was sind sie und welche gibt es?

Biologisch abbaubare Kunststoffe sind Kunststoffe, die von den in der Umwelt natürlich vorkommenden Mikroorganismen abgebaut werden können.

Sie werden je nach ihrer Herkunft in Biokunststoffe, auch Kunststoffe pflanzlichen Ursprungs genannt, und Kunststoffe fossilen Ursprungs unterteilt. Die biologische Abbaubarkeit hängt von der Molekularstruktur und nicht von der Herkunft des Materials ab.

Der Prozess des biologischen Abbaus von Kunststoffen besteht aus vier Zyklen:

• Der erste ist die mikrobielle Besiedlung. In diesem Zyklus kolonisieren Mikroorganismen wie Pilze oder Bakterien die Oberfläche des Kunststoffs. Sie können von Natur aus im Medium vorhanden sein oder zugesetzt werden, um den Abbau auszulösen; der Kunststoff dient als Nährstoffquelle für die Mikroorganismen.
• Der zweite Zyklus besteht in der mikrobiellen Besiedlung der Kunststoffoberfläche. In diesem Stadium geben die Mikroorganismen extrazelluläre Enzyme an den Kunststoff ab, die die Zersetzung beschleunigen, da sie die Bindungen des Kunststoffs aufbrechen und so seinen Abbau erleichtern.
• Im dritten Zyklus wird der Kunststoff zerkleinert und seine Bestandteile werden als Kohlenstoffquelle für Wachstum und Stoffwechsel absorbiert.
• Im letzten Zyklus, dem biologischen Abbau, werden die zersetzten Kunststofffragmente schließlich vollständig von Mikroorganismen verstoffwechselt.

Beispiele für Arten von biologisch abbaubaren Kunststoffen

• Biokunststoffe aus Zellulose: zur Herstellung von Etiketten und Verschlüssen.
• PCL (Polycaprolacton): wird für die Herstellung von Folien verwendet.
• PLA (Polymilchsäure): wird für die Herstellung von Lebensmittelverpackungen verwendet.
• PBS (Polybutylensuccinat): wird für die Herstellung von Verpackungen (z. B. Flaschen) verwendet.
• PES (Polyethersulfon): für hydrophile Kunststoffe, die häufig in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie verwendet werden.

Was genau bedeutet biologisch abbaubar?

Der Begriff biologisch abbaubar bezieht sich auf die Fähigkeit einer organischen chemischen Verbindung
durch natürliche Mikroorganismen in Gegenwart von Sauerstoff (aerobe Bedingungen) abgebaut und in der Umwelt vorkommende Verbindungen wie Mineralsalze, Kohlendioxid, Wasser und neue Biomasse umgewandelt werden.

Es muss zwischen den Begriffen „biologisch abbaubar“ und „kompostierbar“ unterschieden werden. Um biologisch abbaubar zu sein, muss sich etwas ähnlich schnell zersetzen wie Gartenschnitt oder Lebensmittelreste auf einem Komposthaufen.

Ist Kunststoff biologisch abbaubar?

Biologisch abbaubare Kunststoffe haben eine Haltbarkeitsdauer von etwa 18 Monaten, danach bauen sie sich ab und verschwinden innerhalb von ein bis drei Jahren. Wie jeder andere Abfall müssen sie jedoch ordnungsgemäß entsorgt werden. Das Problem bei der Bewirtschaftung dieser Abfälle besteht darin, dass die als biologisch abbaubar eingestuften Produkte häufig mit anderen Kunststoffen vermischt werden, deren Recyclingverfahren anders ist. Dies macht die Rückgewinnung der Materialien teurer und komplizierter.

Obwohl biologisch abbaubare Kunststoffe technisch recycelt werden können, werden sie derzeit nicht wieder in Kunststoff umgewandelt. Stattdessen gelten sie als Verunreinigung beim Recycling herkömmlicher Kunststoffe, wenn sie zusammen gesammelt werden. Der steigende Marktanteil dieser Kunststoffe könnte die Situation in Zukunft noch verschärfen, würde aber auch das Recycling bestimmter biologisch abbaubarer oder kompostierbarer Kunststoffe wirtschaftlich rentabel machen.
Weitere Forschung, Innovation und Investitionen in das Kunststoffrecycling sind jedoch nach wie vor unerlässlich.