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Von Lebensmittelverpackungen bis zu medizinischen Implantaten: Polycaprolacton (PCL) zeigt, wie Vielseitigkeit und Nachhaltigkeit in der Kunststoffindustrie Hand in Hand gehen können.
In den letzten Jahrzehnten haben sich Kunststoffe aufgrund ihrer Langlebigkeit, Anpassungsfähigkeit und kosteneffizienten Produktion als bevorzugtes Material in industriellen und gewerblichen Bereichen etabliert. Ihre Leichtigkeit und Vielseitigkeit machen sie zu einem unverzichtbaren Bestandteil vieler Produkte. Die Kehrseite ist jedoch die hohe Umweltbelastung durch Plastikmüll.
Die Antwort auf diese Herausforderung können biologisch abbaubare Kunststoffe sein. Ein Beispiel hierfür ist Polycaprolacton (PCL), ein biologisch abbaubarer Kunststoff, der auf Basis von Erdöl hergestellt wird. PCL besteht aus einer Abfolge von Methylen-Einheiten, zwischen denen Ester-Gruppen ausgebildet sind. Die Herstellung erfolgt durch eine Ringöffnungspolymerisation (ROP). Dabei wird das Monomer Caprolacton mittels eines Katalysators und Initiators geöffnet und in Polymerketten umgewandelt.
Einfach biologisch abbaubar
Die Vielseitigkeit von PCL liegt in seiner Verträglichkeit und Verarbeitbarkeit mit anderen Kunststoffen. PCL kann leicht in verschiedenen Qualitäts- und Reinigungsstufen hergestellt werden. Dies macht PCL für eine Vielzahl von kompostierbaren Anwendungen attraktiv. Zudem zeichnet sich PCL durch eine sehr gute biologische Abbaubarkeit aus, was für viele Produkte und Anwendungen von Vorteil ist.
Andere biologisch abbaubare Kunststoffe, wie beispielsweise PLA, werden unter bestimmten Bedingungen, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit abgebaut. Der biologische Abbau von PCL erfolgt dagegen sehr schnell. Produkte und Verpackungen aus PCL können einfach im Grünabfall mit organischen Küchenabfällen kompostiert werden, wo sie sich vollständig zersetzen.
Kontinuierliche Produktion dank neuer Technologie
Herausragende Aspekte der neuen, von Sulzer Chemtech entwickelten Technologie, sind die kontinuierliche Produktion von PCL und das flexible Anlagenkonzept Sie eignet sich sowohl für erdölbasierte wie auch für biobasierte Grundstoffe. Die Polymerisierung erfolgt in verschiedenen Stufen, die den Restmonomergehalt auf einen für alle Anwendungen gewünschten sehr tiefen Gehalt reduziert.
Das ist besonders für PCL-Anwendungen im Lebensmittelbereich sowie in Medizin und Pharmazie wichtig, da dort beim Kontakt mit Kunststoffen höchste Qualitätsanforderungen erfüllt werden müssen. Neben Lebensmittelverpackungen kommt PCL auch für biomedizinische Trägermaterialien zum Einsatz oder in der Landwirtschaft für Abdeckungen von Anbauflächen mit mehreren Ernten pro Jahr. Darüber hinaus kann PCL für Möbel, Textilien, Fahrzeuge und viele weitere Produkte verwendet werden.
Zudem ist die Sulzer Technologie äusserst flexibel, wenn es um die Produktionskapazität geht. Sie kann an eine breite Palette industrieller Produkte angepasst werden. Zusätzlich kann sie unterschiedliche Ausgangsstoffe aus verschiedenen Ressourcen nutzen, einschliesslich biobasierter Caprolactone, die derzeit in der Entwicklung sind.
Ein Nischenprodukt mit Potenzial
PCL (Polycaprolacton) ist auf dem weltweiten Kunststoffmarkt, im Vergleich zu dominierenden Polymeren wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET), noch ein Nischenprodukt. Während die Produktion von Massenkunststoffen wie PE, PP und PET gut etabliert und in grossem Massstab verfügbar ist, ist die Herstellung von PCL noch teurer als die vieler herkömmlicher Kunststoffe. Da mit neuen Umweltanforderungen die Nachfrage nach biologisch abbaubaren Kunststoffen steigt, kann die Produktion von PCL in Kombination mit technologischen Fortschritten jedoch in Zukunft in grösseren Mengen erfolgen.
Die Bedeutung von PCL in bestimmten Branchen und Anwendungen ist aber bereits heute nicht zu unterschätzen, wie zum Beispiel in der Medizin für Implantate oder in der Forschung als Bestandteil von biobasierten und biologisch abbaubaren Kunststoffmischungen. Zu berücksichtigen ist auch, dass PCL langfristig wegen der geringeren Entsorgungskosten Kosteneinsparungen mit sich bringen wird. Zudem können weitere Anwendungsbereiche die Position von PCL stärken und zu einer Marktexpansion führen.
Firmenprofil
Sulzer Chemtech ist Marktführer für Technologien in den Bereichen Trennkolonnen, statisches Mischen und Kartuschentechnologie. Mit Standorten für Verkauf, Engineering, Produktion und Service ist die Division für ihre Kunden aus der Öl- und Gas-, Petrochemie-, Chemie- und Kunststoffindustrie weltweit präsent.
Zusätzlich zu unseren Schlüsselprozesstechnologien für die kontinuierliche Produktion von EPS, PLA und Polystyrol haben wir umfangreiches Wissen bei der Anwendung unserer Kerntechnologien für viele Massen- und Lösungsmittel-Polymerisationsprozesse, wie PC, PMMA, LLDPE, Silikone, Kautschuk und viele andere.
Wir freuen uns auf Ihre Anfragen: polymer@sulzer.com
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Sulzer Chemtech Ltd.
