Forscher an der University of Bath haben laut einer Pressemitteilung eine Methode entwickelt, wie sie PLA-Filament nur mit UV-Licht abbauen können. Das vermeintlich biologisch abbaubare Material PLA ist nur unter strengen industriellen Bedingungen kompostierbar, ein häufiger Irrtum bei der Verwendung von PLA vor allem im privaten Segment. Das am häufigsten verwendete Polymer kann laut den Wissenschaftlern des Centers for Sustainable and Circular Technologies (CSCT) der Universität allerdings auch unter natürlichen Bedingungen abgebaut werden, indem der PLA-Zusammensetzung einfach Zucker hinzugefügt wird, wie die Wissenschaftler in einer Studie mit dem Titel „UV degradation of poly(lactic acid) materials through copolymerisation with a sugar-derived cyclic xanthate“ herausgefunden haben wollen.
Buchard sagte:
„Diese Strategie muss noch auf reale Kunststoffobjekte übertragen und mit Sonnenlicht getestet werden, aber wir hoffen, dass unsere Technologie in Zukunft dazu verwendet werden kann, Kunststoffe herzustellen, die stark sind, wenn man sie verwendet, aber leicht zerfallen können, wenn Wiederverwendung und Recycling nicht mehr möglich sind.“
Das Problem mit dem PLA
In den vergangenen Jahren stieg das Umweltbewusstsein auch unter den 3D-Druck-Anwendern, wodurch der Anstieg an biologisch abbaubaren Polymeren auf Basis erneuerbarer Quellen zunahm. PLA, das unter der Fermentation von Zuckern entwickelt wird, gilt als nachhaltige Alternative zu erdölbasierten Polymeren. Viele Menschen nehmen an, dass PLA leicht biologisch abbaubar ist. Doch es benötigt hohe Hitze und eine mikrobenreiche Umgebung, um abgebaut zu werden.
Buchard fügt hinzu:
„Viele Kunststoffe sind als biologisch abbaubar gekennzeichnet, aber das trifft leider nur zu, wenn man sie in einem Komposter für Industrieabfälle entsorgt – auf dem heimischen Komposthaufen kann es jahrelang halten.“
3 % Zuckerpolymereinheiten für besseres Abbauen
Indem sie unterschiedliche Mengen an Zuckermodulen in PLA-Ketten hinzugefügt haben, ermöglichte die Polymersynthese eine Feinabstimmung der Abbaubarkeit des Endprodukts. Die Zugabe von nur 3 % Zuckerpolymereinheiten zu PLA führte zu einem Massenverlust von bis zu 40 % innerhalb von sechs Stunden von Belichtung mit UV-Licht.
Buchard sagte:
„Die meisten PLA-Kunststoffe bestehen aus langen Polymerketten, die für Wasser und Enzyme schwer zu brechen sind. Unsere Forschung fügt Zucker in die Polymerketten ein und verbindet alles durch Bindungen, die mit UV-Licht aufgebrochen werden können. Dadurch wird der Kunststoff geschwächt und in kleinere Polymerketten zerlegt, die dann hydrolyseempfindlicher sind.“
Das Zuckereinarbeitungsverfahren ist mit vielen heute existierenden Kunststoffherstellungsverfahren kompatibel. Die Forscher gehen davon aus, dass ihre Arbeit für die Polymerindustrie geeignet wäre. Buchard erklärt, dass dadurch Kunststoff in der natürlichen Umgebung viel besser biologisch abbaubar sein, wie im Meer oder einem Komposthaufen im Garten.
