PLA / Polymilchsäure, Polyactide

Was genau ist PLA?

Neben Pappe, Bagasse, Bio-PBS, Bambus und Palmenerzeugnissen zählt Polyactid (in Kurzform: PLA) zu den so bezeichneten Plastikalternativen. Diese sollen langfristig erdölbasierte Kunststoffprodukte ersetzen. Umgangssprachlich wird Polyactid auch als Polymilchsäure bezeichnet. Der Begriff Polymilchsäure leitet sich von Polymer ab. Hierbei handelt es sich um einen aus Makromolekülen zusammengesetzten Stoff. Es gibt zwei verschiedene Typen von Polymer:

• industriell erzeugte (halb-)synthetische Polymere als wichtiger Bestandteil der Kunststoffproduktion
• in Lebewesen synthetisierte Biopolymere, die als Grundbausteine von Organismen fungieren; zu diesem Typus zählen Zellulose, Proteine, Stärke sowie Chitin.

Welche physikalischen und mechanischen Eigenschaften bieten Polyactide

Polymilchsäure bietet als aliphatisches Polyester sehr gute physikalische und mechanische Eigenschaften, die verschiedene Vorteile generieren. Das Material ist dadurch steif (E-Modul bis 5000 MPa), kristallin, transparent und geruchslos. Zudem besitzt Polyactid eine ausgesprochen hohe mechanische Festigkeit sowie eine hohe Beständigkeit gegenüber Fetten sowie Ölen. Die Dichte beträgt 1,25 g/cm³. Genutzt werden kann das Material bei Temperaturen von -10° C bis +40° C.

Die Eigenschaften von Polyactid-Folien auf einen Blick:

• Hoher E-Modul
• Hohe Kratzfestigkeit
• Hohe Transparenz
• Gute Klarheit
• Hoher Glanzfaktor
• Vergleichsweise hohe Wasserdampfdurchlässigkeit
• Zertifizierte Kompostierbarkeit
• Beständig gegenüber Fett, Öl, Alkohol und Wasser
• Lebensmittelrechtlich zugelassen

Polyactid wird auch als Bio-Kunststoff bezeichnet

Polyactid wird künstlich im Labor hergestellt und stellt somit ein synthetisches Polymer dar. Im Gegensatz zu herkömmlichem Plastik ist PLA aber ein so bezeichneter Bio-Kunststoff gemäß der EU Norm 13432. Denn Polyactid besteht zum einen aus Milchsäure und zum anderen aus Maisstärke, wird also auf Basis nachwachsender Rohstoffe hergestellt. Das Material ist dank der eigenen Molekülstruktur biologisch abbaubar und kompostierbar. Hierbei gibt es allerdings eine Einschränkung. So bieten in der Regel nur industrielle Kompostieranlagen die erforderlichen Bedingungen für ein erfolgreiches Kompostieren innerhalb von wenigen Monaten. Im klassischen Gartenkompost oder auch in der freien Natur läuft der Zersetzungsproblem weitaus langsamer ab.

Wo werden Polyactide in der Praxis eingesetzt?

Der US-amerikanische Chemiker Wallace Hume Carothers synthetisierte bereits 1932 Milchsäurepolymere. Dies stellte die Basis dar, um in der Folgezeit Polymer und damit auch PLA-Kunststoffe herzustellen. Gerade die Polymer-Erzeugung war aber sehr teuer, daher beschränkte sich der Einsatz auf den Medizinbereich. Das änderte sich maßgeblich ab dem Jahr 1994, als die kommerziellen Anlagen für ein besseres Preis-Leistungsverhältnis sorgten.

Heute wird das Material aufgrund seiner mechanischen und physikalischen Eigenschaften als Ersatz für erdölbasierte Thermoplaste verwendet. So kommt es jetzt als Granulat in der kunststoffverarbeitenden Industrie zum Einsatz. Der Bio-Kunststoff findet dabei insbesondere Verwendung für die Herstellung von Folien sowie von Flaschen, Bechern, Dosen, Formteilen und weiteren Gebrauchsgegenständen.

Besonders häufig wird das Material für Tiefziehprodukte, Verpackungsfolien und Sichtfenster für Verpackungen genutzt. Weitere typische Beispiele für die Verwendung des kompostierbaren und industriell gefertigten Materials sind Luftpolsterbeutel, Mulchfolien oder auch Bio-Tragetaschen.

Was zeichnet unsere Bio-based Folien aus?

Wir setzen konsequent auf industriell kompostierbare Kunststofffolien, die aus erneuerbaren bzw. nachwachsenden Rohstoffen gefertigt werden. Unsere optimont® PLA-Folien sind lebensmittelecht, kratzfest sowie klar und bieten eine herausragende Transmissionsrate für Feuchtigkeit. Zudem ist eine gute Transparenz für UV-Licht gewährleistet. Vorteilhaft stellt sich außerdem das hohe Niveau der Oberflächenspannung dar. Die Folien sind explizit für die Kompostierung zertifiziert (DIN CERTCO DIN EN 13432; ISCC Plus).

Auf diese Weise werden die Polyactide-Folien hergestellt

Die bei uns erhältlichen Bio-based Folien werden im Rahmen der Fermentierung (enzymatische bzw. mikrobielle Umwandlung organischer Stoffe) mithilfe von Pilzkulturen und Milchsäurebakterien aus Stärke und Zucker hergestellt. Als Zwischenprodukt entsteht dabei Milchsäure, der als Katalysator die chemische Verbindung Zinnoxid hinzugefügt wird. Die entsprechende Polymerisation erfolgt bei etwa 180° C.

Die Molekülstruktur (L- oder D-Lactide) bestimmt dabei die Abbaubarkeit und Haltbarkeit des Bio-Kunststoffs. Wie genau die spätere Molekülstruktur ausfällt, hängt eng mit den hinzugefügten Fermentationsbakterien zusammen. Zudem lassen sich die Eigenschaften des Folienmaterials durch die Copolymerisation (Sonderform der Polyreaktion) mit anderen Monomeren positiv beeinflussen. Wichtig für das Eigenschaftsspektrum sind in diesem Zusammenhang auch immer der Kristallinitätsgrad sowie die Molekülmasse.

Reines PLA ist im Grunde genommen aber ein noch nicht gebrauchsfertiger Bio-Rohstoff. Das letztendlich gewünschte Material für die Folien entsteht erst durch das Beimengen von Additiven bzw. Compounds. Die dadurch generierte Mischung kann anschließend bedarfsgerecht und maßgeschneidert für unterschiedliche Anwendungen verarbeitet werden.

FAQ