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Auf synthetischem Wege zum Bio-Kunststoff

Philip-Morris-Preis für Universität Ulm und BASF
Auf synthetischem Wege zum Bio-Kunststoff

Philip-Morris-Preisträger: Prof. Bernhard Rieger von der Universität Ulm (links) und Dr. Gerrit Luinstra von BASF (Bild: Philip Morris Stiftung)
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Prof. Bernhard Rieger von der Universität Ulm und Dr. Gerrit Luinstra von der BASF AG, Ludwigshafen, haben einen vielseitigen Bio-Kunststoff entwickelt, der sich synthetisch herstellen lässt. Für diese Innovation werden sie mit dem Forschungspreis 2006 der Philip-Morris-Stiftung ausgezeichnet.

Ursprünglich ist Polyhydroxybutyrate (PHB) ein natürlicher Stoff. Einige Bakterienarten produzieren ihn als Energiespeicher. Chemiker entdeckten vor rund 20 Jahren, dass PHB ähnliche Materialeigenschaften besitzt wie Polypropylen (PP) – jedoch mit einer ökologischen Besonderheit: Während PP nur durch Feuer schnell zersetzt werden kann, lässt sich bei der Bio-Variante die Verdaubarkeit für Mikroorganismen steuern. Ein Joghurtbecher aus PHB könnte getrost auf den Kompost geworfen werden, Autobauteile aus PHB ließen sich stofflich wiederverwerten.
Um PHB zu gewinnen, versuchten Chemiker, die bakterielle Polymer-Produktion im Labor zu kopieren. Das ist mit Enzymen als Bio-Katalysatoren möglich, aber aufwändig und teuer. Prof. Rieger und Dr. Luinstra suchten deshalb nach einfacheren Synthesewegen. Sie erkannten, dass sich PHB auch als Verkettung zweier technisch leicht zugänglicher Verbindungen denken lässt: Propylenoxid und Kohlenmonoxid. Damit diese in der gewünschten Weise miteinander reagieren, entwickelten sie einen maßgeschneiderten Katalysator.
Diese „Traum-Reaktion“, wie die beiden Forscher sie nennen, ermöglicht es, PHB auf dem preislichen Niveau konventioneller Kunststoffe zu produzieren. Hinzu kommt der Vorteil, dass sich die Polymer-Eigenschaften durch kleine Veränderungen im Design der Katalysatoren steuern lassen. Je nach Bedarf entstehen harte oder weiche PHB-Varianten, die sich zu Tüten, Bechern oder Autobauteilen verarbeitet lassen. Die ökologischen Vorteile des natürlichen Vorbilds bleiben dabei erhalten.
Außerdem wird für PHB nur etwa halb so viel Erdöl benötigt wie für PP. Denn das Ausgangsmaterial Kohlenmonoxid besteht aus Kohle und Wasser – fast unbegrenzt verfügbaren Stoffen. Wann eine Produktion beginnen wird, ist noch unklar. Firmen wie BASF und Bayer zeigen jedoch Interesse. os
Bio-Material für Joghurtbecher und Autoteile
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