Fast alle Artikel, die bei PlasticsToday zu finden sind, drehen sich um irgendwelche neuen Nachrichten, ob es sich nun um Geschäft, Technologie oder etwas anderes handelt.
Diesmal wurde ein Story-Lead von einer atypischen Quelle generiert: unserer Leserschaft, die ab April 2018 weiterhin monatlich großes Interesse an einem bestimmten Feature zeigte, PHA-Biokunststoffe eine „abstimmbare“ Lösung für Convenience-Food-Verpackungen . 
Der Grund? Fortgesetztes Interesse an Biokunststoffen im Allgemeinen und eine besondere Faszination für die einzigartigen Eigenschaften von Polyhydroxyalkanoaten, auch bekannt als PHA (breites Anwendungsspektrum ist in der obigen Tabelle dargestellt).
„Das aufregendste Merkmal von PHA ist, dass es einen ‚einstellbaren‘ Eigenschaftssatz besitzt“, erklärte Catherine Joce von Cambridge Consultants (Cambridge, England) in diesem Feature. „PHA ist keine einzelne chemische Struktur, sondern eine ganze Familie verwandter Polymere. Je nach Produktionsprozess und eingesetzten Rohstoffen lassen sich unterschiedliche Polymere mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften herstellen.“
Wenn aktuell so viel Interesse an einem älteren Artikel besteht, warum nicht bei der Beratung vorbeischauen und herausfinden, was es Neues gibt? Also haben wir es getan, und es stellt sich heraus, dass eine Menge los ist. Dieses Update ist der Expertise von Steve Thomas, dem Senior Consultant des Unternehmens, zu verdanken, der unsere vielen Fragen zu diesem speziellen Biokunststoff beantwortet.
Welches Feedback hat das Unternehmen zu diesem ersten Artikel erhalten, der bei unseren Lesern so beliebt war?
Thomas: Der Artikel stieß auf großes Interesse. Das ganze Problem der Plastikverschmutzung hat viele Menschen dazu veranlasst, nach nachhaltigeren Alternativen zu herkömmlichen Kunststoffen zu suchen. Viele Unternehmen haben keine Möglichkeit, ganz auf Plastik zu verzichten, also haben sie Biokunststoffe als Alternative untersucht. 
Wie würden Sie das Interesse an diesen Materialien heute charakterisieren?
Thomas: Die USA sind überraschenderweise flächendeckend eingeschaltet. Wir hatten einige große Unternehmen, die ihre Kunststoffverbrauchsmaterialien nachhaltiger machen wollten. Wir hatten auch einige Finanzinstitute, die daran interessiert waren, ihre Portfoliounternehmen in eine nachhaltigere Richtung zu lenken. PHAs und andere Biokunststoffe sind eine interessante potenzielle Lösung für einige dieser Probleme, aber wir ermutigen jeden, seinen gesamten Produktlebenszyklus und die mit seinen Verbrauchsmaterialien verbundenen Benutzerreisen zu betrachten. Design für das Lebensende ist ein sehr wichtiger Aspekt der Nachhaltigkeit.
Welche Aktivitäten hat die Firma in den letzten 12 Monaten seit Erscheinen dieses Artikels im Bereich PHA gemacht?
Thomas: In den letzten 12 Monaten haben wir mit mehreren Unternehmen zusammengearbeitet, um ihre Produktstrategien zu analysieren. Wir haben auch viele Anbieter von Biokunststoffen kontaktiert, um eine Datenbank mit verschiedenen verfügbaren Materialien aufzubauen. In jüngerer Zeit hat unsere Gruppe für synthetische Biologie mit der Arbeit an der Entwicklung von Bakterienstämmen begonnen, um PHAs in unseren eigenen Labors zu züchten. Wir freuen uns sehr über dieses Stück Arbeit, weil es den Kreis der ganzen Geschichte schließt.
Was hat das Unternehmen seitdem über PHA und andere biologisch abbaubare Polymere gelernt?
Thomas: Wir haben gelernt, dass biologisch abbaubare Kunststoffe nur ein kleiner Teil jeder Lösung sind. Um effektiv zu sein, müssen Sie Ihr Produkt so gestalten, dass die ordnungsgemäße Entsorgung für den Benutzer eine einfache Option ist. Es ist wirklich wichtig, den gesamten Produktlebenszyklus zu betrachten. Beispielsweise ist PLA (Polymilchsäure) ein häufigerer biologisch abbaubarer Kunststoff als PHA. Es ist klar und sieht PET sehr ähnlich, also stellen die Leute Trinkbecher und Flaschen daraus her.
Leider braucht man die wirklich harten Bedingungen der industriellen Kompostierung, um es biologisch abbauen zu können. Sie profitieren also nicht wirklich davon, ein Produkt aus PLA herzustellen, wenn Sie es in einer Stadt auf den Markt bringen, die keine industrielle Kompostsammlung hat, die bereit ist, es aufzunehmen. Die meisten Orte würden es in kompostierbarem Abfall sehen und denken, es sei PET. Sie können es nicht in Ihr Recycling geben, da es die anderen Kunststoffe kontaminiert. Die einzige Möglichkeit besteht darin, es auf eine Mülldeponie zu schicken – wo es nicht wirklich abgebaut wird.
Im Gegensatz dazu wird PHA in normalem Kompost abgebaut und wird auch abgebaut, wenn es in der Umwelt entsorgt wird. Wir haben einige Lebenszyklen für einige Einwegprodukte durchgearbeitet, bei denen wir das Produktdesign geändert haben, um es für den Benutzer wahrscheinlicher zu machen, es mit nach Hause zu nehmen und es in seinen kompostierbaren Abfall zu werfen. Wir haben PHAs für einige dieser Designs ausgewählt, um die unvermeidlichen Fälle einer unsachgemäßen Entsorgung abzudecken – wenn ein Benutzer das Produkt entsorgt, indem er es in die Umwelt entsorgt. PHA wird im Boden und auch im Meer abgebaut. aber es ist nicht sofort – es wird noch mehrere Wochen oder länger bestehen bleiben, wenn das Plastik dick ist.
Eines der anderen Dinge, die wir über biologisch abbaubare Kunststoffe gelernt haben, ist, dass die Industrie noch sehr am Anfang steht. Ein Großteil der Unternehmen, die PHA und andere biologisch abbaubare Kunststoffe vermarkten, verfügt noch nicht über volle Produktionskapazitäten. Nur sehr wenige von ihnen werden zustimmen, Ihnen Materialien zu verkaufen, und stattdessen an sechsstelligen Entwicklungsprogrammen teilnehmen wollen. Dies macht es für Unternehmen (insbesondere kleinere Unternehmen) schwierig, die Herstellung von Produkten aus Biokunststoffen in Betracht zu ziehen. Und es gibt nur eine sehr kleine Anzahl praktischer Anbieter, mit denen man zusammenarbeiten kann.
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Welche Anwendung hat sich bisher als Gewinner für PHA erwiesen? Und wo sonst ist PHA vielversprechend?
Thomas: Die derzeit größte Verwendung von PHA ist wahrscheinlich Mulchfolie – eine Kunststoff-Sperrschicht, die in Ackerland gelegt wird, um zu verhindern, dass Unkräuter eindringen und die Pflanzen stören. Traditionell bestanden diese Produkte aus Polyethylen – und wurden am Ende der Saison oft wieder in das Land gepflügt – und ruinierten schließlich den Boden mit Plastikfragmenten. Wenn Sie diesen Film aus PHA herstellen, können Sie ihn bewusst wieder ins Feld bringen, in dem Wissen, dass er sich in der folgenden Saison harmlos zersetzt haben wird.
Die Hochtemperaturleistung von PHA ist immer noch vielversprechend für Verbrauchsmaterialien aus Kunststoff, die mit Heißgetränken verwendet werden. Neuere Versionen anderer Kunststoffe wie C-PLA können jetzt den Temperaturen standhalten, die heiße Getränke ihnen zufügen, aber PHA bleibt das einzige im Boden und im Meer biologisch abbaubare Polymer, das Temperaturen über 80 °C/176 °F aushalten kann.
PHAs sind besonders nützlich für andere Anwendungen in der Landwirtschaft, wo es nützlich ist, Plastikartikel zu haben, die dazu bestimmt sind, in der Umwelt gelassen zu werden. Binder und Etiketten für Pflanzen, temporäre Wurzeltöpfe, die sich im Boden zersetzen, viele der anderen kleinen Plastikteile, die Sie in kommerziellen Gewächshäusern und Plantagen sehen würden.
Was hat sich in den letzten Monaten auf dem Markt verändert?
Thomas: Viele Unternehmen treten auf und präsentieren weitere neue Optionen für biologisch abbaubare Polymere. Viele davon sind biologisch gewonnen, wie PHA. Andere beinhalten synthetische Modifikationen von Biopolymeren mit konventionelleren Materialien. Bezeichnenderweise nehmen neben Start-ups auch immer mehr große Polymerhersteller Biokunststoffe in ihr Portfolio auf. Dies ist eine wichtige Entwicklung, da diese Akteure über die Kapazität, den Umfang und die Produktionserfahrung verfügen, um Biokunststoffe in nützlichen kommerziellen Mengen und auch in kommerzieller Qualität zu liefern.
An welcher Art von Forschung ist das Unternehmen direkt oder indirekt in diesem Markt beteiligt?
Thomas: Unser neuestes Forschungsgebiet im Zusammenhang mit Biokunststoffen ist, dass wir jetzt unsere eigenen Bakterienstämme entwickeln, um PHAs herzustellen. Wir bauen Fermenter auf, um PHA aus unseren eigenen Bakterienstämmen herzustellen. Einer der anderen attraktiven Aspekte von PHA ist die Fähigkeit, Bakterien so zu manipulieren, dass sie es aus einer Vielzahl von Ausgangsmaterialien herstellen. Der einfachste Weg, PHA herzustellen, besteht darin, die Bakterien mit Zucker, Stärke oder Pflanzenölen zu füttern – alles primäre Nahrungspflanzen. Mit der richtigen Technik wird es jedoch möglich sein, den Bakterien zu erlauben, Abfallprodukte oder Nebenprodukte aus unseren bestehenden Lebensmittelproduktionsprozessen zu verdauen. Die Verwendung von Materialien wie verbrauchtem Kaffeesatz, Würzeresten aus dem Brauprozess und den zähen und holzigen Stielen und Trieben, die von Obst- und Gemüsekulturen übrig bleiben, schöpft das Potenzial für echte Nachhaltigkeit und effiziente Nutzung von Ressourcen wirklich aus.
Was möchten Sie noch erwähnen?
Thomas: Obwohl PHAs und andere Biokunststoffe ein sehr interessantes und wichtiges Arbeitsgebiet für uns sind, möchten wir unseren Kunden helfen, den nachhaltigsten Weg für ihre Produkte zu finden. In vielen Fällen kann dies darin bestehen, bei herkömmlichen Kunststoffen zu bleiben, aber Produkte so zu gestalten, dass sie recycelbarer sind. Beim Recycling herkömmlicher Kunststoffe gibt es noch viel zu tun. Ein Großteil des Materials, das wir zum Recycling schicken, wird tatsächlich heruntergefahren – zu einem Artikel mit geringerem Wert wiederverarbeitet. Milchtüten werden zu Leitkegeln oder Gartenmöbeln verarbeitet, PET-Flaschen zu Dämmmaterial für Gebäude oder Polstermaterial für Heimtextilien geschreddert. Der CO2-Fußabdruck von biologisch gewonnenen Kunststoffen ist im Vergleich zu fossil gewonnenen Materialien relativ gering, aber sie sind immer noch nicht für alle Anwendungen geeignet. Die Entwicklung effizienter und echter Kreislaufwirtschaften für herkömmliche Kunststoffe wie PE und PET ist nach wie vor eine wichtige Aktivität, um die Auswirkungen dieser eigentlich äußerst nützlichen Materialien zu verringern.
Bild mit freundlicher Genehmigung von Slavko Sereda/Adobe Stock
