Chemie am Menschen - Kunststoffe

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Biologisch abbaubare Kunststoffe

 

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Bedingungen für die biologische Abbaubarkeit von Kunststoffen

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Das wichtigste Kriterium für die biologische Abbaubarkeit von Kunststoffen ist das Vorhandensein von Bindungen in der Hauptkette, die enzymatisch spaltbar sind. Dies sind vor allem folgende Bindungen:

esterbindungamidbindung-einfachacetalgruppe halbacetalgruppe

 

Hierbei fällt auf, dass in all diesen Fällen die Kohlenstoffkette durch Stickstoff- oder Sauerstoff-Atome "unterbrochen" ist (zwischen R1 und R2). Dies sind die Angriffspunkte für Mikroorganismen (Bakterien, Pilze). Die von ihnen gebildeten Enzyme spalten die Polymerketten hydrolytisch an diesen Stellen in Bruchstücke, die schließlich von den Mikroorganismen verstoffwechselt werden (zum Aufbau körpereigener Stoffe oder zum vollständigen Abbau zu Kohlenstoffdioxid und Wasser).

Neben dem Vorhandensein von den oben erklärten "Sollbruchstellen" beeinflussen folgende Faktoren die biologische Abbaubarkeit:

Struktur

  • Kristalline Bereiche sind für Mikroorganismen nicht oder kaum spaltbar. Der amorphe Charakter eines Kunststoffes ist die zweitwichtigste Bedingung für die biologische Abbaubarkeit.
  • Anzahl der oben angesprochenen "Sollbruchstellen", Kettenlänge

Umgebungsbedingungen

  • Die Temperatur hat einen erheblichen Einfluss (RGT-Regel)
  • Luftfeuchtigkeit bzw. Wassergehalt
  • Licht 
  • pH-Wert

 Mikroorganismen

  • Anzahl der Mikroorganismen
  • Optimales Milieu (s.o.)
  • Artenvielfalt

Ausschluss

Es gibt weitere Faktoren, die eine biologische Abbaubarkeit stark beeinträchtigen bzw. ausschließen können:

  • Zusatzstoffe wie z.B. Weichmacher (siehe PVC) oder Stabilisatoren, die einen negativen Einfluss auf die Mikroorganismus haben.

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