Innovationsraum: BioTexfuture - BioVlies - Umsetzungsphase - TPB Biobasierte und bioabbaubare Vliesstoffe für Agraranwendungen

Abstract

Im Teilvorhaben "BioVlies" untersuchte das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT die biologische Abbaubarkeit biobasierter Polymerblends für den Einsatz als Agrarvliese. Ziel war die Entwicklung einer praxisnahen Prüfmethodik zur Bewertung des Alterungs- und Abbauverhaltens unter realitätsnahen Bedingungen sowie die Differenzierung zwischen biotischen und abiotischen Abbauprozessen. Zunächst wurde eine systematische Literaturrecherche zur Bodenabbaubarkeit potenzieller Polymere (PHA, PBS, PBAT, TPS, Lignin) durchgeführt, um eine Entscheidungsgrundlage für die Compoundentwicklung zu schaffen. Anschließend wurden fünf Polymerblends - drei PLA-basierte Compounds (BV01, BV02, BV03) und zwei Arboblend-Typen - im Vergleich zu Polypropylen über 52 Wochen in einem Teststand mit Bodenkontakt, UV-Bestrahlung und Bewässerung gealtert. Die Charakterisierung erfolgte mittels REM, DSC, FT-IR und GPC. Parallel wurde ein Respirometrietest angelehnt an DIN EN ISO 17556 durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die PLA-basierten Blends trotz messbarer Molmassenreduktion (bis 30%) keine signifikante biologische Mineralisierung aufweisen. Der Abbau ist primär abiotisch (Hydrolyse, Photooxidation). Arboblend 4711 zeigte deutliche optische Degradation und 60% Molmassenverlust, jedoch nur 4% biologischen Abbau. Die Wahl des Blendpartners beeinflusst die Abbaugeschwindigkeit des PLA-Anteils signifikant. Die entwickelte Kombination aus Desintegrationstest und Respirometrie ermöglicht eine differenzierte Bewertung, die über normbasierte Einzeltests hinausgeht.