Den aktuellen Entwicklungsstand auf dem Gebiet der Biokunststoffe beleuchtete eine Fachtagung des Kunststoff-Clusters in Wiener Neustadt. Der Bogen spannte sich dabei vom Polymerpapier über thermoplastische Stärke  bis hin zu neuen Forschungsergebnisse Polyhydroxyalkanoaten.

Stefan Laske vom Institut für Kunststofftechnik an der Montanuni Leoben hat synthetisches Papier entwickelt, das das von der Papierindustrie geforderte Eigenschaftsprofil erfüllt. Eine Herausforderung war dabei insbesondere die für Office-Papiere aufgrund der Bedruckbarkeit mit Laserdruckern geforderte Temperaturbeständigkeit. Das Produkt ist aus mehreren Schichten einer aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellten Polymerfolie hergestellt, wobei die Deckschichten mit Kreidepartikeln gefüllt werden.

Innovation von Graz bis Tulln

Das von Laske vorgestellte Polymerpapier ist nur eine der vielen Entwicklungsfronten, die es zu biobasierten Polymeren derzeit gibt und bei denen auch österreichische Forscher und Unternehmen kräftig mitmischen. Eine Fachtagung, die am 24. April im Technologie- und Forschungszentrum Wiener Neustadt stattfand, gab einen guten Einblick in aktuelle Aktivitäten. Eleni Siakkou von der Zuckerforschung Tulln präsentierte etwa ein Projekt, bei dem ein Typus thermoplastischer Stärke entwickelt, charakterisiert, produziert und im Spritzguss zu Rebbändern für Wein- und Gartenbau verarbeitet wurde.

Lukas Rettenbacher vom OFI gab einen Überblick über die Herstellung von herkömmlichen Polymeren wie Polyolefinen, Polyurethanen oder Polyamiden aus biobasierten Rohstoffen. Einblick in die universitäre Forschung rund um die Polymerklasse der Polyhydroxyalkanoate, die als einzige als solche von Mikroorganismen hergestellt werden, gab Franz Stelzer vom Institut für Chemische Technologie der Materialien der TU Graz. Für Harald Bleier, Clustermanager des Kunststoff-Clusters, geht es darum, in Österreich das nötige Wissen auszubauen, um Unternehmen Zugang zu einem stark wachsenden Markt zu verschaffen.

Wissenschaftler des Trinity College in Dublin haben eine Methode zur Herstellung von Graphen entwickelt, die auf industrielle Maßstäbe skaliert werden kann. Kernstück ist das Mischen von Graphit mit geeigneten Flüssigkeiten bei hohen Schergeschwindigkeiten.

Graphen besteht, vereinfacht gesprochen, aus einer einzigen Graphit-Lage, in der sp²-hybridisierter Kohlenstoff eine zweidimensionale Anordnung an Sechsecken ausbildet. Zu seiner Herstellung müssen einzelne Schichten von Graphit abgeblättert werden, ein Vorgang, der in der Fachsprache Exfoliation heißt. Einem Team um Jonathan Coleman vom Trinity College in Dublin gelang dies durch eine sehr einfache Methode: Sie mischten Graphit mit hoher Schergeschwindigkeit in einer geeigneten Flüssigkeit und erhielten auf diese Weise eine Dispersion von Graphen-Nanoflocken. Untersuchungen mit Photoelektronen- und Raman-Spektroskopie wiesen diese als nicht oxidiert und defektfrei aus.

Modellrechnungen zeigten, dass die Exfoliation ab einem Geschwindigkeitsgefälle von 10⁴s^-1 einsetzt. Darüber hinaus konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass mit dieser Methode auch Graphen auch in großen Maßstäben bis hinauf zu mehreren hundert Litern hergestellt werden kann. Auch andere Schichtkristall wie Bornitrid oder Molybdänsulfid können in dieser Weise behandelt werden.