NaturalFIBER and Biopolymers BW – Knowledge base

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Selected Biopolymers

Cellulose ist das am häufigsten vorkommende Biopolymer auf der Erde und spielt eine wichtige Rolle als Hauptbestandteil von Naturfasern oder in Form von Viskosefasern. Cellulose kann chemisch modifiziert werden, um biobasierte Werkstoffe herzustellen, die ebenfalls als Biopolymere einzuordnen sind. Des Weiteren gibt es in der Natur viele weitere Biopolymere, die der Cellulose chemisch verwandt sind und in textilen Anwendungen genutzt werden können.

Lignin ist ein natürlicher Bestandteil von Holz und anderen verholzten Pflanzenbestandteilen. Beim Holzaufschluss fällt Lignin als Nebenprodukt an, aber wird bisher oftmals zur Energierückgewinnung verbrannt. Die stoffliche Verwertung von Lignin ist jedoch auch interessant, da es inhärent flammhemmende und UV-schützende Eigenschaften aufweist. Zudem ist Lignin, ähnlich wie Holz, nur langsam biologisch abbaubar.

Als Polyamide bezeichnet man Polymere, bei denen die Wiederholungseinheiten durch Amid-Gruppen verbunden sind. Zwar werden die gängigsten Vertreter Polyamid 6.6 (Nylon) und Polyamid 6 aus fossilen Rohstoffen hergestellt, jedoch gibt es inzwischen auch teilweise oder vollständig biobasierte Alternativen. Polyamide sind in der Regel nicht biologisch abbaubar.

Als Polyester bezeichnet man Polymere, bei denen die Wiederholungseinheiten durch sog. "Ester"-Gruppen verbunden sind. In der Textilindustrie wird am häufigsten der Polyester PET (Polyethylentherephthalat) eingesetzt, welcher oftmals nur als "Polyester" gekennzeichnet wird. Sogenanntes "Bio-PET" ist in seiner Zusammensetzung und seinen Eigenschaften identisch zu konventionellem PET, besteht jedoch zu 30 % aus nachwachsenden Rohstoffen. Es gibt aber auch andere Biopolymere, die zur Stoffgruppe Polyester gehören.

Cellulose

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Hölzer, Stroh
Rohstoffpflanze
Laub- und Nadelbäume, Getreidepflanzen, potenziell andere hölzerne Pflanzen
Aufbereitungsprozess
Mechanischer Aufschluss der Fasern zum Holzstoff, Trennung der Cellulose von anderen Pflanzenstoffen im Kraft-Prozess oder Sulfitverfahren
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Bekleidung, Heimtextilien, Hygieneprodukte, Reifencord, Feuchtigkeitsregulierung, Arbeitskleidung
Mögliche Verarbeitungstechniken
Faserherstellung: Viskose-Verfahren, Lyocell-Verfahren, HyperCell-Verfahren Beschichtung: Dispersion aus mikrokristalliner Cellulose
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Pulver, Faser
Glasübergangstemperatur (°C)
160-180
Schmelztemperatur (°C)
175-205 (Zersetzung)
E-Modul (MPa)
200-300 (Viskosefaser)
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
teilkristallin
Löslichkeit
gut in konzentrierten Mineralsäuren (unter Zersetzung), ionischen Flüssigkeiten, N-Methlmorpholin-N-oxid (NMNO)
UV-Beständigkeit
gering
Säurebeständigkeit
moderat
Laugenbeständigkeit
moderat, durch 10 % Natronlauge gelöst
Hydrolysebeständigkeit
hoch
Angaben zur Viskosität
Nullscherviskosität der Spinnlösung in NMNO bei 75 °C: 500-15.000 Pa·s
Biologischer Abbau
leicht biologisch abbaubar und kompostierbar
Hersteller
Biopolymersynthese
Lenzing AG, JELU-WERK Josef Ehrler GmbH & Co. KG, Borregaard, UPM Chemicals, Stora Enso
Fasern, Garne
Lenzing AG, Cordenka GmbH & Co. KG, Kehlheim Fibres GmbH, Enka GmbH & Co. KG, Glanzstoff Austria GmbH
Kunststoffverarbeitung
Shin-Etsu Chemical Co., Ltd, Cerdia GmbH, Tecnaro GmbH, Biowert Industrie GmbH, FKuR Kunststoff GmbH

Celluloseacetat

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Cellulose und Essigsäureanhydrid
Rohstoffpflanze
Laub- und Nadelbäume, Stroh aus Getreidepflanzen, potenziell andere hölzerne Pflanzen
Aufbereitungsprozess
Cellulose wird mit Essigsäureanhydrid zu Cellulosetriacetat umgesetzt und anschließend teilweise wieder hydrolysiert, sodass ein Substitutionsgrad von 1-2 entsteht.
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Acetatfasern: Seidenähnlicher Charakter: Bekleidung und Heimtextilien
Mögliche Verarbeitungstechniken
Trockenspinnen aus Aceton zu Acetatfasern, Beschichtung: Hotmelt-Beschichtung, Laminierung aus Folien
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Thermoplast, Granulat, Folie
Glasübergangstemperatur (°C)
52-65
Schmelztemperatur (°C)
220-240
E-Modul (MPa)
31-55
Härte (Shore D)
50-95
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
nicht kristallin/amorph
Löslichkeit
schlecht in Wasser, gut in organischen Lösungsmitteln insbesondere Aceton, Methylethylketen (MEK), Dimethylsulfoxid (DMSO), Dimethylacetamid (DMAc), Essigsäure
UV-Beständigkeit
moderat
Säurebeständigkeit
nicht beständig
Laugenbeständigkeit
nicht beständig
Hydrolysebeständigkeit
moderat
Angaben zur Viskosität
MFR (200 °C, 5kg) = 13,9 g/10 min
Biologischer Abbau
bioabbaubar in Süßwasser nach ISO14851, im Meerwasser nach ASTM D6691 im Meerwasser/Boden nach ISO 19679
Hersteller
Biopolymersynthese
Cerdia GmbH, Eastman chemical company, Daicel Corporation, Sichuan Push Acetati Co.,Ltd, Rayonier Advanced Materials
Fasern, Garne
Eastman chemical company
Kunststoffverarbeitung
Celanese Corporation, FKuR Kunststoff GmbH, Natureplast SAS, Albis Plastic

Chitosan

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Chitin aus dem Panzer von Schalentieren oder Insekten oder der Zellwand von Fadenpilzen
Rohstoffpflanze
Schalentiere, Insekten, Pilze
Aufbereitungsprozess
Deacetylierung von Chitin mit Natronlauge. Ab einem Deacetylierungsgrad >50 % spricht man von Chitosan.
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Schlichterei, Hydrophobierung, Flammschutz
Mögliche Verarbeitungstechniken
Beschichtung: Aus wässriger Lösung oder Paste bspw. in Tauchverfahren, Sprühapplikation oder Rakeln, Fasern: Nassspinnen
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
farbloses Pulver
Glasübergangstemperatur (°C)
140-150
Schmelztemperatur (°C)
>200 (Zersetzung)
E-Modul (MPa)
~1600 (Film)
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
je höher der Grad der Deacetylierung desto höher der Kristallisationsgrad. Bspw. bei 100 % Deacetylierung, Kristallisationgrad 67%
Löslichkeit
gut in schwachen Säuren (pH <5) z.B. Essigsäure
UV-Beständigkeit
nicht beständig
Säurebeständigkeit
nicht beständig
Laugenbeständigkeit
moderat
Hydrolysebeständigkeit
hoch
Angaben zur Viskosität
Viskosität 20-300 cps (1 % in 1 %iger Essigsäure, Deacetylierung >75 %)
Biologischer Abbau
biologisch abbaubar
Hersteller
Biopolymersynthese
Alfa Chemistry, BioLog Heppe GmbH, Heppe Medical Chitosan GmbH
Fasern, Garne
Swicofil AG, Chitinor AS, ChiPro GmbH
Kunststoffverarbeitung
Dr. Petry Textilchemie, Heppe Medical Chitosan GmbH, BioLog Heppe GmbH

Kraft-Lignin

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Holz
Rohstoffpflanze
Laub- und Nadelbäume
Aufbereitungsprozess
Kraft-Prozess: Auftrennung des Holzes in Cellulose und Schwarzlauge mithilfe von Lauge, Natriumsulfat, Natriumsulfid. Abtrennung der Chemikalien und Aufreinigung der Schwarzlauge zu Kraft-Lignin
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Bestandteil in Harzen für Faserverbunde, Bestandteil in flammhemmenden und UV-schützenden Beschichtungen, Geotextilien, Präkursor für Carbonfasern
Mögliche Verarbeitungstechniken
Beschichtung: Als Compounds in thermoplastischen Verarbeitungstechniken wie Folienextrusion, Laminierung, Hotmelt-Beschichtung, Fasern: Schmelzspinnen aus Compounds
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
braunes Pulver oder Granulat
Glasübergangstemperatur (°C)
124-174
Schmelztemperatur (°C)
150-190 °C, in manchen Fällen kein Schmelzpunkt
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
nicht kristallin/amorph
Löslichkeit
gerinfügig in stark alkalischen Lösungen, löslich in polaren, organischen Lösungsmitteln wie Dimethylformamid (DMF), Dimethylsulfoxid (DMSO), je nach Hersteller unterschiedlich
UV-Beständigkeit
hoch
Säurebeständigkeit
gering
Laugenbeständigkeit
gering
Hydrolysebeständigkeit
hoch
Biologischer Abbau
langsam biologisch abbaubar (erfüllt nicht die notwendigen Normen)
Hersteller
Biopolymersynthese
UPM Biochemicals, Stora Enso, FPInnovations, VTT Technical Research Centre of Finland (Forschung)
Fasern, Garne
DITF Denkendorf (in Entwicklung), University of Limerick (Forschung), University of Bolton (Forschung), Leibniz Institute for Composite Materials (Forschung), Chalmers University of Technology (Forschung), Centexbel (Forschung)
Kunststoffverarbeitung
Tecnaro GmbH, ClickPlastics AG, Krauss Maffei GmbH, Lignin Industries AB

Ligninsulfonat

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Holz
Rohstoffpflanze
Laub- und Nadelbäume insb. Fichten
Aufbereitungsprozess
Aufschluss des Lignins im Holz durch mehrstündiges Kochen mit Sulfit-haltigen Salzen. Das Lignin wird dabei sulfoniert und dadurch wasserlöslich.
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Bestandteil in Harzen für Faserverbunde, Bestandteil in flammhemmenden und UV-schützenden Beschichtungen, Geotextilien, Präkursor für Carbonfasern, Binder für Pigmente und Farbstoffe
Mögliche Verarbeitungstechniken
Beschichtung: Wässrige Applikationstechniken wie Tauchen, Sprühen, Rakeln, Fasern: Trockenspinnen
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
braunes Pulver
Glasübergangstemperatur (°C)
nicht messbar
Schmelztemperatur (°C)
>200 (Zersetzung)
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
nicht kristallin/amorph
Löslichkeit
gut in Wasser, Säuren und Laugen
UV-Beständigkeit
hoch
Säurebeständigkeit
gering
Laugenbeständigkeit
gering
Hydrolysebeständigkeit
hoch
Angaben zur Viskosität
~1 mPa·s in wässriger Lösung bei 20 °C
Biologischer Abbau
langsam biologisch abbaubar (erfüllt nicht die notwendigen Normen)
Hersteller
Biopolymersynthese
UPM Chemicals, Lignostar, Borregaard, Tembec, Rayonier Advanced Materials, Nippon Paper Industries Co., Ltd., Green Agrochem, Shenyang Xingzhenghe Chemical Co., Ltd., Flambeau River Papers LLC
Fasern, Garne
DITF Denkendorf (in Entwicklung), National Taiwan University (Forschung), Johannes Kepler University Linz-JKU (Forschung)
Kunststoffverarbeitung
UPM Chemicals, Borregaard

Organosolv-Lignin

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Holz
Rohstoffpflanze
Laub- und Nadelbäume
Aufbereitungsprozess
Extraktion des Lignins aus Holz mithilfe von organischen Lösungsmitteln unter erhöhter Temperatur und Druck. Als Lösungsmittel können bspw. Alkohole oder organische Säuren zum Einsatz kommen.
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Bestandteil in Harzen für Faserverbunde, Bestandteil in flammhemmenden und UV-schützenden Beschichtungen, Geotextilien, Präkursor für Carbonfasern
Mögliche Verarbeitungstechniken
Beschichtung: Als Compounds in thermoplastischen Verarbeitungstechniken wie Folienextrusion, Laminierung, Hotmelt-Beschichtung Faserherstellung: Als Bestandteil in Compounds für Carbonfaser-Präkursoren
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
braunes Pulver oder Granulat
Glasübergangstemperatur (°C)
variiert stark: 90-125
Schmelztemperatur (°C)
180-190 °C, in manchen Fällen kein Schmelzpunkt
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
nicht kristallin/amorph
Löslichkeit
gerinfügig in stark alkalischen Lösungen, in polaren, organischen Lösungsmitteln wie Dimethylformamid (DMF), Dimethylsulfoxid (DMSO), je nach Hersteller unterschiedlich
UV-Beständigkeit
hoch
Säurebeständigkeit
gering
Laugenbeständigkeit
gering
Hydrolysebeständigkeit
hoch
Biologischer Abbau
langsam biologisch abbaubar (erfüllt nicht die notwendigen Normen)
Hersteller
Biopolymersynthese
Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP Leuna), Compagnie Industrielle de la Matière Végétale (CIMV), Chempolis Ltd., American Science and Technology Corporation (AST), Attis Innovations LLC
Fasern, Garne
DITF Denkendorf (in Entwicklung), Hokkaido University (Forschung), RISE Research Institutes of Sweden (in Entwicklung)
Kunststoffverarbeitung
Tecnaro GmbH, ClickPlastics AG

Poly(butylenadipat-co-terephthalat) (PBAT)

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Stärke, Glukose
Rohstoffpflanze
Mais
Aufbereitungsprozess
Fermentation von Stärke oder Glucose zu 1,4-Butandiol. Mehrstufige Polykondensationsreaktionen von 1,4-Butandiol und Adipinsäure bzw. Terephthalsäure (beide fossilen Ursprungs). Aus Kostengründen wird heutzutage oftmals fossil basiertes 1,4-Butandiol eingesetzt.
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Ersatz für PET, Geotextilien
Mögliche Verarbeitungstechniken
Extrusionsprozesse z.B. Folienextrusion, Hot-Melt Beschichtung, Lamination
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Thermoplast, Granulat, Folie
Glasübergangstemperatur (°C)
-33
Schmelztemperatur (°C)
116-122
E-Modul (MPa)
55
Härte (Shore D)
22
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
teilkristallin
Löslichkeit
gut in polaren organischen Lösungsmitteln wie 1,2-Dichlorethan, Anilin Dichlormethan, Ethylacetat, Nitrobenzol, Tetrahydrofuran
UV-Beständigkeit
gering
Säurebeständigkeit
gering
Laugenbeständigkeit
gering
Hydrolysebeständigkeit
gering
Angaben zur Viskosität
MFR (190 °C, 2,16 kg) = 2,5-4,5 g/10 min
Biologischer Abbau
heimkompostierbar und industriell kompostierbar nach EN13432 TÜV Austria
Hersteller
Biopolymersynthese
PycnoPlast B.V., BASF SE, Novamont, Eastman Chemical
Fasern, Garne
PycnoPlast B.V.
Kunststoffverarbeitung
Tecnaro GmbH, ClickPlastics AG, Corvay Specialty Chemicals GmbH, GAIA Biomaterials AB, Natureplast, PycnoPlast B.V.

Polyamid 10.10 (PA 10.10)

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Rizinusöl
Rohstoffpflanze
Wunderbaum (Ricinus communis)
Aufbereitungsprozess
Extraktion von Ricinsäure aus Rizinusöl, Umwandlung in Sebazinsäure, Sebazinsäure dient als Monomer und Ausgangsstoff für die Synthese von 1,10-Diaminodecan (Umwandlung zum Nitril und dann Hydrierung). Anschließend Polykondensation von Sebacinsäure und 1,10-Diaminodecan zu PA 10.10
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Thermoplastische Matrix für Faserverbundteile, Filamente für technische Anwendungen bspw. Schnüre, Seile, Leinen, Segel, Bekleidung, Medizin, Anwendungen mit Lebensmittelkontakt
Mögliche Verarbeitungstechniken
Laminierung, Pultrusion, Schmelzspinnen, 3D-Druck
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Thermoplast, Granulat
Glasübergangstemperatur (°C)
37
Schmelztemperatur (°C)
200
E-Modul (MPa)
1700
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
teilkristallin
Löslichkeit
Löslich in starken Säuren unter Zersetzung
UV-Beständigkeit
moderat
Säurebeständigkeit
hoch in verdünnten Säuren, gering in konzentrierten Säuren
Laugenbeständigkeit
hoch in verdünnten Laugen, gering in konzentrierten Laugen
Hydrolysebeständigkeit
hoch
Angaben zur Viskosität
MFR (235 °C, 2,16 kg) = 10 g/10 min
Biologischer Abbau
nicht biologisch abbaubar
Hersteller
Biopolymersynthese
Evonik Industries AG, Biesterfeld SE
Fasern, Garne
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Kunststoffverarbeitung
TER HELL PLASTIC GMBH, Biesterfeld SE

Polyamid 11 (PA 11)

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Rizinusöl
Rohstoffpflanze
Wunderbaum (Ricinus communis)
Aufbereitungsprozess
Extraktion von Ricinsäure aus Rizinusöl --> Umsetzung zum Methylester der Ricinolsäure, Pyrolyse von Methylricinoleat u.a. zu Methylundecenoat, Umsetzung zu 11-Aminoundecansäure über mehrere Stufen, anschließende Polykondensation zu PA 11
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Thermoplastische Matrix für Faserverbundteile, Filamente für technische Anwendungen bspw. Schnüre, Seile, Leinen, Segel, Bekleidung, Medizin, Lebensmittel
Mögliche Verarbeitungstechniken
Laminierung, Pultrusion, Schmelzspinnen, 3D-Druck
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Thermoplast, Granulat
Glasübergangstemperatur (°C)
46
Schmelztemperatur (°C)
178-184
E-Modul (MPa)
1100-1800
Härte (Shore D)
72-75
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
teilkristallin
Löslichkeit
beständig gegenüber organischen, halogenierten und halogenfreien Lösungsmitteln, da sehr schlechte Löslichkeit
UV-Beständigkeit
moderat
Säurebeständigkeit
gering
Laugenbeständigkeit
gering
Hydrolysebeständigkeit
hoch
Angaben zur Viskosität
MFR (220 °C, 2,16 kg) <28 g/10 min
Biologischer Abbau
nicht biologisch abbaubar
Hersteller
Biopolymersynthese
Arkema Société Anonyme, BASF SE
Fasern, Garne
Arkema Société Anonyme, International Fibres Group, Radici Group
Kunststoffverarbeitung
pal plast GmbH, 3Faktur GmbH, Mebra Plastik Italia S.p.A., AM POLYMERS GmbH, EOS GmbH, Pacovis

Polyamid 6.10 (PA 6.10)

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Rizinusöl
Rohstoffpflanze
Wunderbaum (Ricinus communis)
Aufbereitungsprozess
Extraktion von Ricinsäure aus Rizinusöl --> Umsetzung zum Methylester der Ricinolsäure, Pyrolyse von Methylricinoleat u.a. zu Methylundecenoat, Umsetzung zu 11-Aminoundecansäure über mehrere Stufen, anschließende Polykondensation zu PA 11
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Thermoplastische Matrix für Faserverbundteile, Filamente für technische Anwendungen bswp. Schnüre, Seile, Leinen, Segel, Bekleidung, Medizin, Anwendungen mit Lebensmittelkontakt
Mögliche Verarbeitungstechniken
Laminierung, Pultrusion, Schmelzspinnen, 3D-Druck
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Thermoplast, Granulat
Glasübergangstemperatur (°C)
40-70
Schmelztemperatur (°C)
220-225
E-Modul (MPa)
2000-2400
Härte (Shore D)
80
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
teilkristallin
Löslichkeit
beständig gegenüber organischen, halogenierten und halogenfreien Lösungsmitteln, da sehr schlechte Löslichkeit
UV-Beständigkeit
moderat
Säurebeständigkeit
gering
Laugenbeständigkeit
gering
Hydrolysebeständigkeit
hoch
Angaben zur Viskosität
MFR (265°C, 2,16 kg) = 34 g/10 min
Biologischer Abbau
nicht biologisch abbaubar
Hersteller
Biopolymersynthese
Arkema Société Anonyme, BASF SE, Biesterfeld SE, Ascend Performance Materials, DOMO Chemicals GmbH, Celanese Corporation
Fasern, Garne
Nexis Fibers a.s, Radici Partecipazioni S.p.A., Radici Group
Kunststoffverarbeitung
Ascend Performance Materials, AKRO-PLASTIC GmbH

Polybutylensuccinat (PBS)

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Zucker, Stärke
Rohstoffpflanze
Zucker- oder Stärkehaltige Pflanzen z.B. Mais, Kartoffeln
Aufbereitungsprozess
Fermentation von Zuckern/Glukose zu 1,4-Butandiol. Fermentation von Glukose zu Bernsteinsäure. Polykondensation von 1,4-Butandiol und Bernsteinsäure zu PBS.
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Ersatz für PP
Mögliche Verarbeitungstechniken
Extrusionsprozesse z.B. Schmelzspinnen, Folienextrusion, Hot-Melt Beschichtung, Lamination
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Thermoplast
Glasübergangstemperatur (°C)
-45 bis -32
Schmelztemperatur (°C)
114
E-Modul (MPa)
300 - 950
Härte (Shore D)
66-68
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
teilkristallin (<40%)
Löslichkeit
schlecht in Wasser und Alkoholen, gut in Chloroform
UV-Beständigkeit
moderat
Säurebeständigkeit
gering
Laugenbeständigkeit
nicht beständig
Hydrolysebeständigkeit
moderat
Angaben zur Viskosität
MFR (190 °C, 2,16 kg) = 4-30 g/10 min
Biologischer Abbau
biologisch abbaubar und kompostierbar (DIN EN 13432)
Hersteller
Biopolymersynthese
PycnoPlast B.V., Mitsubishi Chemical Group, Corvay Specialty Chemicals GmbH, Natureplast SAS
Fasern, Garne
Shaoxing Global Chemical Fiber Co.,Ltd, International Fibres Group, Indorama Ventures Fibers Germany (ehem. Trevira)
Kunststoffverarbeitung
Corvay Specialty Chemicals GmbH, Natureplast SAS

Polyhydroxybuttersäure (PHB)

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Glucose, Stärke, CO2
Rohstoffpflanze
Mais, Kartoffeln, Reis, Weizen, Roggen, Cassava, Süßkartoffel, Sago
Aufbereitungsprozess
Enzymatische oder saure Hydrolyse der Stärke zu Glucose. Fermentation der Glucose durch Bakterien zu PHB. Zellaufschluss und Extraktion des PHB. Oder: Fermentation von Stärke zu PHB. Oder: Einsatz von CO2 als Nährstoff für Blaualgen unter Lichteinwirkung.
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Ersatz für PET im Bereich Freizeit-, Sportkleidung, für Möbel und Innenausstattung. Anwendung in Medizin und Verpackungsmaterialien.
Mögliche Verarbeitungstechniken
Beschichtung als Hotmelt oder Folienlaminat. Beschichtungsverfahren aus wässriger Dispersion z.B. Tauch-Quetsch-Verfahren ("Foulard"), Rakeln oder Sprühverfahren. Vliesherstellung mittels meltblow - Verfahren. Filamentherstellung durch Schmelzspinnen
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Thermoplast, Wachs-Dispersion
Glasübergangstemperatur (°C)
-5 bis 5
Schmelztemperatur (°C)
170-180
E-Modul (MPa)
830 - 1900
Härte (Shore D)
57 - 67
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
hochkristallin (60-70 %)
Löslichkeit
unlöslich in Wasser, löslich in halogenierten, organischen Lösungsmitteln
UV-Beständigkeit
moderat
Säurebeständigkeit
moderat bei verdünnten Säuren, nicht beständig in konzentrierten Säuren
Laugenbeständigkeit
nicht beständig
Hydrolysebeständigkeit
moderat
Angaben zur Viskosität
MFR (180 °C, 2,16 kg) = 10 g/10 min
Biologischer Abbau
biologisch abbaubar in mariner Umgebung, Frischwasser, Erdboden, Heimkompost, industrielle Kompostierung
Hersteller
Biopolymersynthese
Biomer, Goodfellow, Deurex, Novis GmbH
Fasern, Garne
Keine Angabe
Kunststoffverarbeitung
ClickPlastics AG, Corvay Specialty Chemicals GmbH, Natureplast SAS

Polylactid (PLA)

Rohstoffquellen und Aufbereitungsprozesse
Ausgangstoffe
Maisstärke
Rohstoffpflanze
Mais
Aufbereitungsprozess
Fermentation von Maisstärke zu Milchsäure. Kondensation von Milchsäure zu Dilactid. Ringöffnende Polymerisation von Dilactid zu Polylactid (PLA)
Verwendung und Märkte
Potentielle Anwendungsfelder
Ersatz für PET im Bereich Freizeit-, Sportkleidung, für Möbel und Innenausstattung. Ersatz für PET im Bereich technischer Textilien, resorbierbares Polymer für medizinische Anwendungen.
Mögliche Verarbeitungstechniken
Beschichtung als Hotmelt oder Folienlaminat Filamentherstellung durch das Schmelzspinnverfahren
Physikalische und thermische Eigenschaften
Form
Thermoplast
Glasübergangstemperatur (°C)
45-65
Schmelztemperatur (°C)
155-170
E-Modul (MPa)
1900-2800
Härte (Shore D)
34-87
Chemische Eigenschaften
Kristallinität
<10 %
Löslichkeit
unlöslich in Wasser und gängigen organischen Lösungsmitteln, Löslich in chlorierten Lösungsmitteln (Dichlormethan, Chloroform)
UV-Beständigkeit
gering
Säurebeständigkeit
nicht beständig
Laugenbeständigkeit
nicht beständig
Hydrolysebeständigkeit
nicht beständig
Angaben zur Viskosität
MFR (210 °C, 2,16 kg) = 6 g/10 min
Biologischer Abbau
kompostierbar nach EN 13432
Hersteller
Biopolymersynthese
Natureworks LLC, Corvay Specialty Chemicals GmbH, Total Corbion PLA
Fasern, Garne
Total Corbion PLA, Corvay Specialty Chemicals GmbH, Perlon GmbH, eSUN PLA Fibers, Indorama Ventures Fibers Germany (ehem. Trevira GmbH), International Fibres Group, Radici Group
Kunststoffverarbeitung
Northern Technologies International Corporation (NTIC) - Natur-Tec, ClickPlastics AG, Corvay Specialty Chemicals GmbH, GAIA Biomaterials AB

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