Alternative als Teil der Kreislaufwirtschaft 16.12.2021, 07:01 Uhr

So funktioniert Nachhaltigkeit: Weichmacher aus nachwachsenden Rohstoffen

Verpackungen, Autoreifen, Weichspüler, Nagellack, Reinigungsmittel – Plastik steckt in unzähligen Alltagsgegenständen. Damit das möglich ist, braucht es sogenannte Weichmacher. Eine Forschungsgruppe hat nun erstmals Weichmacher aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, mit gleich guten Produkteigenschaften.

Weichmacher aus nachwachsenden Rohstoffen – eine Forschergruppe kommt zu neuen Erkenntnissen.
Foto: Panthermedia.net/bowonpat

Weichmacher aus nachwachsenden Rohstoffen – eine Forschergruppe kommt zu neuen Erkenntnissen.

Foto: Panthermedia.net/bowonpat

Plastik gehört so selbstverständlich zu unserem Alltag wie das Smartphone oder der Strom aus der Steckdose. Dabei nutzen wir einerseits Produkte, die offensichtlich aus diesem Material bestehen, zum Beispiel Lebensmittelverpackungen. Andererseits steckt Plastik in zahlreichen Gegenständen, ohne dass wir darüber nachdenken, unter anderem in Spielzeug, Autoreifen, Kleidung und Infusionsschläuchen. Damit das Material so vielfältig eingesetzt oder bestimmte Produkteigenschaften erreicht werden können, sind häufig sogenannte Weichmacher notwendig. Sie machen Plastik vor allem weicher, geschmeidiger, flexibler, elastischer oder belastbarer. Der Nachteil dieser Weichmacher: Die meisten werden auf Basis von Erdöl hergestellt. Das ist wenig klimafreundlich und Erdöl gehört zusätzlich zu den endlichen Ressourcen.

Plastik der Zukunft: Studie kritisiert deutsche Forscher

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Niedersächsische Landesamt für Bau und Liegenschaften-Firmenlogo
Ingenieure (m/w/d) Architektur / Bauingenieurwesen Niedersächsische Landesamt für Bau und Liegenschaften
Hannover Zum Job 
Landeshauptstadt Stuttgart-Firmenlogo
Projektleiter*in Architektur für öffentliche Bauten (m/w/d) Landeshauptstadt Stuttgart
Stuttgart Zum Job 
Landeshauptstadt Stuttgart-Firmenlogo
Projektleiter*in Elektrotechnik und Versorgungstechnik (m/w/d) Landeshauptstadt Stuttgart
Stuttgart Zum Job 
PYUR - Tele Columbus Betriebs GmbH-Firmenlogo
Projektleiter Netzqualität (all genders) PYUR - Tele Columbus Betriebs GmbH
Leipzig, Dresden Zum Job 
WACKER-Firmenlogo
Ingenieur Verfahrenstechnik / Maschinenbau (w/m/d) WACKER
Burghausen Zum Job 
Umicore AG & Co. KG-Firmenlogo
Electrical and Instrumentation Engineer (m/w/d) Umicore AG & Co. KG
Hanau-Wolfgang Zum Job 
SWM Services GmbH-Firmenlogo
Inbetriebsetzungsleiter*in Verfahrenstechnik (m/w/d) SWM Services GmbH
München Zum Job 
Panasonic Industrial Devices Europe-Firmenlogo
Automotive Software Engineer (m/f/d) Hybrid Panasonic Industrial Devices Europe
Lüneburg Zum Job 
TÜV Rheinland-Firmenlogo
Ingenieur*in als Sachverständige*r Aufzugsprüfung (w/m/d) TÜV Rheinland
München Zum Job 
TÜV Rheinland-Firmenlogo
Produktmanager*in Werkzeuge und Gartengeräte (w/m/d) TÜV Rheinland
Nürnberg Zum Job 
TÜV Rheinland-Firmenlogo
Ingenieur*in als Sachverständige*r Elektrotechnik - Baurecht TÜV Rheinland
Nürnberg Zum Job 
Kölner Verkehrs-Betriebe AG-Firmenlogo
Projektingenieur (w/m/d) Planung/Bauleitung Bahnstromversorgung Kölner Verkehrs-Betriebe AG
Kölner Verkehrs-Betriebe AG-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Elektrotechnik Kölner Verkehrs-Betriebe AG
DUNGS-Firmenlogo
Entwickler Embedded Software (m/w/d) DUNGS
Urbach, Hagen Zum Job 
Frankfurt University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professur (Bes. Gr. W2 HBesG) für das folgende Fachgebiet: Künstliche Intelligenz in Kommunikationsnetzen Frankfurt University of Applied Sciences
Frankfurt am Main Zum Job 
DUNGS-Firmenlogo
Servicetechniker (m/w/d) DUNGS
Südwestfalen Zum Job 
DUNGS-Firmenlogo
Software Engineer Automation C# (m/w/d) DUNGS
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Leitung (w/m/d) Schwerpunktwasserwerk Beelitzhof Berliner Wasserbetriebe
HAMAMATSU Photonics Deutschland GmbH-Firmenlogo
Support & Applikations Ingenieur für Digitale Pathologie Systeme (m/w/d) HAMAMATSU Photonics Deutschland GmbH
Herrsching am Ammersee Zum Job 
Berliner Wasserbetriebe-Firmenlogo
Ingenieur:in Projektsteuerung (w/m/d) Berliner Wasserbetriebe

Eine Forschungsgruppe der Technischen Universität Hamburg und der Universität Bielefeld hat sich mit dem Chemieunternehmen BASF deshalb zum Ziel gesetzt, eine biobasierte Alternative zu finden. „Phthalate zählen zu den am häufigsten verwendeten Weichmachern in der Industrie“, sagt Harald Gröger, Professor für Chemie an der Universität Bielefeld und Leiter der Forschungskooperation. „Weltweit werden jährlich über neun Millionen Tonnen Weichmacher produziert, wobei Phthalate mehr als die Hälfte des Herstellvolumens ausmachen.“

Klimaschonende Lösung: Weichmacher aus nachwachsenden Rohstoffen

„Mit Blick auf die Nachhaltigkeit würde ein auf nachwachsenden Rohstoffen basierender Weichmacher dagegen eine CO2-neutrale Lösung darstellen und zu einer zirkulären Kreislaufwirtschaft beitragen“, erklärt Gröger. Darüber hinaus ist bereits bekannt, dass verschiedene Weichmacher auf Phthalat-Basis ein Risiko für die Gesundheit darstellen. So beeinflussen einige den Hormonhaushalt und können zum Beispiel während einer Schwangerschaft die Entwicklung des Kindes schädigen. „Deswegen wurde der Einsatz bestimmter Vertreter dieser Stoffklasse in der EU reguliert.“

Im Rahmen der Forschungskooperation forschten die Beteiligten an einer neuen Generation von Weichmachern. Dabei standen vor allen der Einsatz erneuerbarer Rohstoffquellen im Mittelpunkt. Zucker aus Abfallströmen aus der Lebensmittelproduktion ließen sich ebenso einsetzen wie Kleie oder Zucker aus Holz, also Cellulose. Mit diesem Ansatz sei es möglich, das Prinzip der Kreislaufwirtschaft zu erfüllen und neue biobasierte Weichmacher seien damit toxikologisch unbedenklich.

Weichmacher aus nachwachsenden Rohstoffen: passende Eigenschaften

„Die neue Generation der Weichmacher herzustellen, ist allerdings eine enorme Herausforderung, weil sie einem anspruchsvollen Anforderungsprofil gerecht werden muss“, weiß der Chemiker. „Die konventionellen Weichmacher wurden über viele Jahrzehnte optimiert und besitzen hervorragende technische Performance-Eigenschaften.“ Das müssten die biobasierten Alternativen erst einmal schaffen – und das zusätzlich zu den Ansprüchen an eine nachwachsende Rohstoffbasis. Sie sollen ebenso leicht herstellbar, günstig und mit chemisch vergleichbaren Eigenschaften ausgestattet sein. „Das betrifft zum Beispiel, wie sich unsere Weichmacher auf die Konsistenz und Haltbarkeit des Kunststoffes auswirken.“

Im Rahmen ihrer Forschung stellte sich heraus, dass die Herstellung des neuen Weichmachers durchaus komplex sei. „Wir haben zunächst auf Basis von erneuerbaren Rohstoffen Moleküle hergestellt, die als alternative Weichmacher in Frage kommen. Diese neuen Moleküle haben wir charakterisiert – also neben ihrem molekularen Aufbau ihre Eigenschaften ermittelt“, sagt Gröger. Unterstützt wurde das Forschungsteam dabei von Chemikerinnen und Chemikern, Anwendungstechnikerinnen und Anwendungstechnikern sowie Toxikologinnen und Toxikologen. Als nächstes testete es die Eigenschaften der neuen Weichmacher. „In den Anwendungstests konnten wir sehen, dass sie es schon heute in vielen Bereichen mit den bisherigen Weichmachern aufnehmen können“, erklärt der Chemiker. „Damit verfügen wir nun über eine Leitstruktur – also einen Grundbaustein für neuartige Weichmacher, die biobasiert und einen Großteil der technischen Anforderungen erfüllt. Langfristig ist das eine hervorragende Perspektive, um in Zukunft marktfähige biobasierte Weichmacher zu entwickeln.“

Verbundprojekt zu Weichmachern aus nachwachsenden Rohstoffen wird gefördert

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Projekt „BioWeichmacher“ mit rund 600.000 Euro gefördert. 2017 begann das Forschungsprojekt als Teil des Ideenwettbewerbs „Neue Produkte für die Bioökonomie“, 2018 startete die Machbarkeitsphase. Ihre aktuellen Ergebnisse veröffentlichte die Forschungsgruppe jetzt im Fachmagazin „European Journal of Organic Chemistry“.

Mehr zum Thema Plastik:

Ein Beitrag von:

  • Nina Draese

    Nina Draese hat unter anderem für die dpa gearbeitet, die Presseabteilung von BMW, für die Autozeitung und den MAV-Verlag. Sie ist selbstständige Journalistin und gehört zum Team von Content Qualitäten. Ihre Themen: Automobil, Energie, Klima, KI, Technik, Umwelt.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.