PET Kunststoff: neue Möglichkeiten für das Recycling

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PET Kunststoff gilt aufgrund seiner vielen positiven Eigenschaften als Multitalent: Flaschen, T-Shirts, Jacken und sogar Lampen können daraus hergestellt werden. Doch die Entsorgung bereitet häufig Probleme – bis jetzt?

PET Kunststoff – was steckt in dem Material?

Polyethylenterephthalat, das ist der Name, unter dem Chemikern der PET Kunststoff geläufig ist. Es handelt sich dabei um ein Material, das zu der Gruppe der Polyester gezählt wird, was daher auch den Einsatz in der Kleidungsindustrie erklärt. Aber nicht nur das: PET Kunststoff wurde ursprünglich genau zu diesem Zweck entwickelt, nämlich als alternatives Material für Bekleidung. Hergestellt wird der Kunststoff in einem Verfahren, das sich Polykondensation nennt. Dabei werden Monomere in Polymere umgewandelt und der Kunststoff entsteht (mehr Informationen zu den chemischen Prozessen finden sich bei Hanser).

PET Kunststoff wird für seine guten Barriereeigenschaften geschätzt. Damit meint man, dass der Kunststoff undurchlässig für Gase, Gerüche, Armomen oder Dämpfe ist, was ein unschlagbarer Vorteil für den PET Kunststoff als Lebensmittelverpackung ist. Denn genau diese Dinge spielen für verpackte Lebensmittel eine große Rolle.

Seine hauptsächliche Verwendung findet der PET Kunststoff jedoch in Flaschen. Jeder kennt sie aus dem Supermarkt: Die leichten, fast unzerstörbaren Flaschen, in denen Getränke aller Art angeboten werden. Gerade die Verwendung des PET Kunststoffs als Material für Flaschen hat eine lange Tradition: Bereits aus dem Jahre 1973 datiert das Patent auf die erste Flasche aus Polyethylenterephthalat, also PET Kunststoff. Und 1977 gab es bereits erste Versuche, Flaschen aus PET zu recyceln. Genau das wird auch heute in der Forschung weiter vorangetrieben, denn zwar lässt sich eine PET Mehrwegflasche relativ gut wiederverwenden, bei Pet Einwegflaschen sieht das meist schon etwas anders aus. Aber es gibt Hoffnung.

Video:Herstellung von Kunststoffen – Wie werden Kunststoffe hergestellt?!

PET Kunststoff – ein Bakterium sorgt für Furore in der Biotechnologie

Ideonella sakaiensis – so lautet der etwas sperrige Name des Bakteriums, auf das sich viele Hoffnungen richten. Denn während in Deutschland und in vielen anderen Ländern der EU relativ strenge Regeln herrschen, was mit dem Pet Kunststoff nach seiner Verwendung zu passieren hat, ist das in anderen Ländern häufig nicht so. Genau auf diese Weise landen viele abertausende Tonnen Plastikmüll in den Weltmeeren und gefährden dort Lebewesen und ganze Ökosysteme. Mit etwas Glück kann in Zukunft das Bakterium bei den Abbauvorgängen des PET Kunststoffs helfen.

Einer Gruppe von Wissenschaftlern um den japanischen Forscher Shosuke Yoshida von der Technischen Universität Kyoto ist es gelungen, ein Bakterium zu identifizieren, das anscheinend in der Lage ist, PET Kunststoff vollständig in seine Bestandteile zu zerlegen. Die Rede ist von dem bereits genannten Bakterium Ideonella sakaiensis. Der dazugehörige Artikel ist in der Fachzeitschrift „Science“ erschienen und zeigt damit bereits die Wichtigkeit und den Stellenwert dieser Entdeckung.

Die Fakten daraus: Pro Jahr werden stolze 311 Millionen Tonnen Pet Kunststoff hergestellt, der überwiegende Teil davon, nämlich 90%, aus Erdöl. Nach der Verwendung als Flasche, in der Textilindustrie oder auch in anderen Industriezweigen, wird nur ein verschwindend geringer Teil wiederverwertet. Gerade einmal 14% können wieder dem Rohstoffkreislauf zugeführt werden, der Rest wird häufig verbrannt. Diesen Sachverhalt zu ändern, ist der Forschungsschwerpunkt vieler Wissenschaftler und Institute. Denn nicht nur wertvoller Rohstoff geht bei einer schlichten Verbrennung verloren, es ist darüber hinaus auch äußert schädlich für die Umwelt.

Video:Was passiert mit Kunststoff-Mehrwegflaschen? – Sachgeschichten mit Armin Maiwald

PET Kunststoff – kann er zukünftig vollständig abgebaut werden?

Das Bakterium Ideonella sakaiensis kann den Kunststoff Polyethylenterephthalat anscheinend vollständig abbauen. Zwei unterschiedliche Enzyme benutzt das Bakterium dabei, um aus dem Kunststoff Energie zu gewinnen und ihn dabei in seine Bestandteile zu zerlegen:

  • Das Enzym PETase
  • Das Enzym MHETase

Im ersten Schritt wird dabei PET Kunststoff unter anderem in Mono(2-hydroxyethyl)terephthalsäure aufgespalten, während im zweiten Schritt das zweite Enzym die verbleibenden Produkte in Ethylenglycol und Terephtalsäure zerlegt und bei diesem Schritt weitere Energie gewinnt. Übrig bleiben die Produkte Wasser und Kohlenstoff, die in dieser Form ohnehin in der freien Natur vorkommen. Man kann daher davon sprechen, dass das Bakterium mithilfe der beiden Enzyme PET Kunststoff vollständig abbauen kann.

Jedoch muss dazu der PET Kunststoff bereits in einer Form vorliegen, die für das Bakterium gut zugänglich ist. Setzt man es einem dünnen Belag aus Kunststoff aus, ist es in der Lage, diesen in einem Zeitraum von sechs Wochen vollständig in die Endprodukte Wasser und Kohlenstoff zu zerlegen. Das Bakterium könnte dabei ein Weg sein, die Anlagerung von Kunststoffe, so auch beispielsweise dem Mikroplastik in Trinkwasser, zu verhindern und vielleicht sogar rückgängig zu machen.

PET Kunststoff gilt aufgrund seiner vielen positiven Eigenschaften als Multitalent: Flaschen, T-Shirts, Jacken und sogar Lampen können daraus hergestellt werden. Doch die Entsorgung bereitet häufig Probleme – bis jetzt? (#01)

PET Kunststoff gilt aufgrund seiner vielen positiven Eigenschaften als Multitalent: Flaschen, T-Shirts, Jacken und sogar Lampen können daraus hergestellt werden. Doch die Entsorgung bereitet häufig Probleme – bis jetzt? (#01)

Pet Kunststoff – auch andere Materialien können von Mikroben abgebaut werden

Tatsächlich ist die Entdeckung des Bakteriums Ideonella sakaiensis nicht die erste ihrer Art. Weimin Wu und sein Team von der Stanford University fanden heraus, dass die Larven des Mehlkäfers, die Mehlwürmer, nicht nur Mehl, sondern auch Styropor verstoffwechseln können. Im Schnitt kamen die Larven dabei pro Tag auf 36 Milligramm Styropor, das sie verdauten und als Kohlenstoff und Kot wieder ausschieden.

Anscheinend kann auch ein weiterer Kunststoff, nämlich Polyethylen, von kleinen Lebewesen verdaut werden. Die Entdeckung geht zurück auf Jun Yang von der Beihang Universität in China. Er bemerkte eine Veränderung in seinen Mülltüten: Diese zeigten kleine Löcher, die, wie er zurecht vermutete, von den Maden eines Lebewesens verursacht wurden. Schnell machte er den Urheber aus: Die gemeine Hausmotte. In ihrem Darm finden sich zwei verschiedene Bakterien, die ebenfalls in der Lage sind, Kunststoff abzubauen.

  • Enterobacter asburiae
  • Bacillus subtilis

Aber auch von dieser Entdeckung darf man nun keine Wunder erwarten. Die Abbauprozesse verlaufen nur sehr langsam und nur in sehr kleinen Mengen. So konnte lediglich unter einer millionenfachen Vergrößerung nachgewiesen werden, dass die vermuteten Abbauprozesse überhaupt ablaufen.

Hier gibt es für die Forschung also durchaus einige interessante Ansatzpunkte. Die neuesten Entdeckungen zeigen, dass die Evolution bereits 70 Jahre nach der Herstellung des ersten Kunststoffs Bakterien und andere Kleinstlebewesen hervorgebracht hat, die auf die veränderte Umwelt eingestellt sind.


Bildnachweis:©Shutterstock-Titelbild: Nitikorn Poonsiri  -#01:oatjo

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Marius Beilhammer, Jahrgang 1969, studierte Journalismus in Bamberg. Er schreibt bereits viele Jahre für technische Fachmagazine, außerdem als freier Autor zu verschiedensten Markt- und Businessthemen. Als fränkische Frohnatur findet er bei seiner Arbeit stets die Balance zwischen Leichtigkeit und umfassendem Know-how durch seine ausgeprägte Affinität zur Technik.

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Marius Beilhammer, Jahrgang 1969, studierte Journalismus in Bamberg. Er schreibt bereits viele Jahre für technische Fachmagazine, außerdem als freier Autor zu verschiedensten Markt- und Businessthemen. Als fränkische Frohnatur findet er bei seiner Arbeit stets die Balance zwischen Leichtigkeit und umfassendem Know-how durch seine ausgeprägte Affinität zur Technik.

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