Neue Typen des Biokunststoffs PBS für industrielle Anwendungen
Biokunststoffe stehen seit vielen Jahren im Zentrum der Suche nach
umweltfreundlichen Alternativen zu konventionellen Kunststoffen. Sie
können den Bedarf an fossilen Rohstoffen reduzieren, schonen Ressourcen
und tragen dazu bei, den CO₂-Ausstoß zu senken. Für industrielle
Anwendungen sollten sie jedoch nicht nur nachhaltig sein, sondern sich
auch gut verarbeiten lassen.
Genau daran arbeitet das Fraunhofer-Institut
für Angewandte Polymerforschung IAP im Potsdam Science Park und stellt
seine Entwicklungen im Bereich biobasierter und bioabbaubarer Kunststoffe
auf der K Messe 2025 vor, der internationalen Fachmesse der Kunststoff-
und Kautschukindustrie.
Im Rahmen des Projekts RUBIO (Regionales unternehmerisches Bündnis zum
Aufbau von Wertschöpfungsketten für technische Biokunststoffe in
Mitteldeutschland) wurden rund 20 neue Typen des Kunststoffs
Polybutylensuccinat (PBS) entwickelt, im Pilotmaßstab hergestellt und
verarbeitet. Spritzgießen, Tiefziehen, Extrudieren, Spinnen – die neuen
PBS-Typen, die auf Basis pflanzlicher Reststoffe hergestellt werden
können, eignen sich für unterschiedliche Verarbeitungsverfahren und kommen
somit für eine Vielzahl von Anwendungen in Frage – für Verpackungen,
Gebrauchsgüter oder auch Textilien.
Vom Labor in die Fertigung
Die Forschenden des Fraunhofer IAP haben die Synthese von PBS vom Labor-
bis in den 100-kg Maßstab übertragen. Insgesamt wurden bereits rund drei
Tonnen PBS hergestellt. Durch Variation der Syntheseparameter konnten
verschiedene PBS-Typen realisiert werden. Für das Spritzgießen entstanden
drei Varianten mit unterschiedlicher Fließfähigkeit. Weitere PBS-Typen
eignen sich für das Blasformen, Thermoformen, für die Blasfolien- oder
Flachfolienextrusion sowie für Melt-Blown-Verfahren oder Spinn-Vliese.
Entscheidend für die Verarbeitbarkeit ist die Polymerstruktur. Je nach
Verarbeitungsart müssen die Molekülketten unterschiedlich aufgebaut sein.
Die Forschenden konnten sowohl vollständig lineare als auch gezielt
verzweigte Polymerstrukturen herstellen – jeweils passend zum vorgesehenen
Verarbeitungsverfahren. Gleichzeitig wurde die Schmelzstabilität der
Materialien verbessert: Die neuen PBS-Typen halten Temperaturen von über
200 Grad Celcius stand – ein wichtiger Schritt für industrielle
Anwendungen.
Erprobt in der Anwendung
Gemeinsam mit Industriepartnern wie der Sauer GmbH & Co. KG und der Gramß
GmbH Kunststoffverarbeitung entstanden erste marktfähige Produkte: eine
Sporttrinkflasche und der passende Verschluss – gefertigt im Blasform-
bzw. Spritzgussverfahren. Die neuen PBS-Typen wurden von industriellen
Kunststoffverarbeitern an der gängigen Maschinentechnik getestet. Die
Ergebnisse zeigen: Die PBS-Typen lassen sich unter realen Bedingungen
verarbeiten – stabil, effizient und mit überzeugenden mechanischen
Eigenschaften.
Ausblick
Dr. Jens Balko, Leiter des Verarbeitungszentrums Biopolymere Schwarzheide,
ist sich sicher: »PBS wird als biobasiertes und recyclingfähiges Material
in naher Zukunft ein echter Game-Changer auf dem Markt der Biokunststoffe
sein und eine entscheidende Rolle in der Kreislaufwirtschaft der
Kunststoffe spielen. Durch seine ansprechende Haptik und die weiche bis
mittelharte Festigkeit ist PBS eine echte Alternative für Produkte, in
denen heute noch Polyethylen eingesetzt wird.«
Der Kunststoff PBS kann auf der Basis regionaler, pflanzlicher Reststoffe
hergestellt werden. Die Verfahren zur Gewinnung der Bernsteinsäure, einem
Schlüsselmolekül der PBS-Synthese, erfordern noch weitere Entwicklungen
und Partner.
Treffen Sie uns auf der K 2025
Das Fraunhofer IAP präsentiert vom 8.-15. Oktober 2025 am Fraunhofer-
Gemeinschaftsstand in Halle 7 / Stand SC05 unter anderem PBS-Exponate, die
verschiedene industrielle Verarbeitungsverfahren abbilden.
