Biopolymernetzwerk Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

PLA

Unter den biobasierten Polyestern ist heute PLA (Polylactid, Poly Lactic Acid oder Polymilchsäure) der am Markt bedeutendste Biokunststoff. PLA basiert auf Milchsäure, einer natürlichen Säure die größtenteils fermentativ aus Zucker oder Stärke mit Hilfe von Mikroorganismen hergestellt wird.

Die weltweit erste größere PLA-Produktionsanlage mit 140.000 Tonnen Jahreskapazität wurde 2002 in den USA in Betrieb genommen. Industrielle PLA-Produktionsanlagen existieren inzwischen auch in den Niederlanden, Japan und China. In Guben, an der Deutsch-Polnischen Grenze entstand 2011 eine Pilotanlage mit 500 Tonnen Jahreskapazität. 

PLA ist, so wie es aus dem Reaktor kommt, nicht gut als Kunststoff verarbeitbar. So wie für den größten Teil der Kunststoffe üblich, wird auch der Polymerrohstoff PLA erst durch Compoundieren mit entsprechenden Additiven oder durch Copolymerisieren mit entsprechenden Additiven, durch Copolymerisieren oder Blenden mit anderen Kunststoffen (Biokunststoffen oder traditionellen Kunststoffen) für die jeweilige Anwendung maßgeschneidert.

Vorteile der PLA-Kunststoffe sind die hohe Festigkeit, die Transparenz der Folien, Becher und Behälter, die Thermoplastizität und gute Verarbeitung auf den vorhandenen Anlagen der kunststoffverarbeitenden Industrie. Nichtsdestotrotz hat PLA aber auch Nachteile: Da der Erweichungspunkt bei etwa 60°C liegt, ist das Material für die Herstellung von Trinkbechern für Heißgetränke nur bedingt geeignet. Durch eine gezielte Additivierung, bestimmte Verarbeitungsmethoden oder auch durch gezielte Kombination von L- und D-Lactiden (Stereokomplexe) lassen sich modifizierte PLA-Typen herstellen, die eine ausreichende Formbeständigkeit bei höheren Gebrauchstemperaturen aufweisen. Eine zweite Eigenschaft, die PLA mit anderen Biokunststoffen gemeinsam hat, ist die geringe Wasserdampfbarriere. Während diese Eigenschaft beispielsweise für Flaschenanwendungen negativ ist, kann sie im Sinne einer Atmungsaktivität für die Verpackung von Brot oder Gemüse von Vorteil sein.

Das durchsichtige PLA ähnelt herkömmlichen thermoplastischen Massenkunststoffen nicht nur in seinen Eigenschaften, sondern lässt sich auch auf den vorhandenen Anlagen ohne weiteres verarbeiten. PLA und PLA-Blends werden als Granulate in verschiedenen Qualitäten für die kunststoffverarbeitende Industrie zur Herstellung von Folien, Formteilen, Dosen, Bechern, Flaschen und sonstigen Gebrauchsgegenständen angeboten. Neben der Möglichkeit des Einsatzes für kurzlebige Verpackungsfolien oder Tiefziehprodukte (z. B. Getränke- oder Joghurtbecher, Obst-, Gemüse- und Fleischschalen) birgt der Rohstoff ein großes Potenzial auch für dauerhafte, langlebige Produkte.

Beispiele dafür sind Handyschalen, z.T. mit Naturfaserverstärkung, Schreibtischutensilien, Lippenstiftgehäuse und vieles mehr. Auch in der Automobilindustrie gibt es erste Serienanwendungen aus Kunststoffen auf der Basis von PLA. Einige japanische Autobauer haben eigene Blends entwickelt, aus denen Teile der Armaturentafel, Einstiegsleisten etc. gefertigt werden.

Auch für textile Anwendungen kommt zu Fasern gesponnenes PLA zum Einsatz. Hier sind von Kleidungsstücken über Kinderschuhe bis hin zu Autositzbezügen bereits viele Anwendungen am Markt zu finden.

Auswahl an BMEL/FNR geförderten Projekten zu diesem Thema
Gewinnung von Milchsäure sowie 1,2-Propandiol aus Grassilage (01.02.2013 bis 31.07.2014)
Biotechnisch erzeugte D-Milchsäure (01.06.2012 bis 31.05.2015)
Verbundvorhaben: Einsatz von Kunststoffcompounds aus biobasierten Rohstoffen deren Herstellung und Eigenschaftsparameter (NAWARO 70) (01.12.2011 bis 30.11.2013)
Entwicklung von Biopolymer-Rezepturen für die industrielle Produktion von hitzebeständigen Service-Artikeln im Thermoform-Verfahren (15.09.2011 bis 31.12.2012)
Bedarfsorientierte Entwicklung von Biopolymerwerkstoffen für langlebige technische Anwendungen - Gezielte Modifizierung und Optimierung der Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften von Biopolymeren für langlebige technische Anwendungen (01.09.2010 bis 31.08.2013)
Verbundvorhaben: Entwicklung eines auf Basis von Poly-L-Milchsäure hergestellten Haftklebstoffes (01.07.2010 bis 31.03.2013)
Forschungsverbund Biopolymere (01.06.2009 bis 31.05.2014)
FENAFA-Netzwerkverbund (01.06.2009 bis 31.05.2014)
Neuartige Spinnvliesstoffe aus Polylactiden für technische Einsatzgebiete (01.11.2008 bis 31.12.2010)
Entwicklung neuartiger PLA-basierter Verbundwerkstoffe und Nanocomposite (01.09.2008 bis 28.02.2011)
Copolymere von PLA als neue Materialbasis (01.09.2008 bis 28.02.2011)
Verbundvorhaben: Generierung von Spinnvliesstoffen aus neuartigen, biologisch abbaubaren PLA-Homo- und Copolymeren sowie aus PLA-Blends (01.05.2004 bis 30.04.2006)
Verbundvorhaben: Tuning von Biopolymeren für die breite Anwendung in aktiven und passiven Funktionsstrukturen (BioFun) (01.07.2005 bis 31.12.2008)

Mitteilungen

Hier können Sie sich für Mitteilungen aus dem Bereich Biowerkstoffe anmelden.

Wenn Sie unsere Mitteilungen aus dem Bereich Biowerkstoffe bereits bestellt haben, können Sie sie hier abbestellen oder Ihr Profil ändern.