Biokunststoff aus Orangenschalen und Kohlendioxid

Rund um den Globus sind Wissenschaftler mit der Entwicklung neuer Kunststoffe beschäftigt, die vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen und zudem Kohlendioxid binden können. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Verwendung von Orangenschalen.

Orangenschalen mit Molekülketten aus Limonenoxideinheiten

Bereits vor ein paar Jahren war es amerikanischen Wissenschaftern der Cornell-Universität in Ithaca gelungen, die in Orangenschalen enthaltene Substanz Limonen mit Kohlendioxid reagieren zu lassen und einen Kunststoff (Polylimonenkarbonat) mit Polystyrol ähnlichen Eigenschaften zu erzeugen.

Das in der Hauptsache aus Kohlenstoff bestehende Limonen-Molekül kommt in rund 300 Pflanzenarten vor und findet bislang vor allem als Duftstoff in Putz- und Waschmitteln Verwendung. Bei der Reaktion von Limonen mit Sauerstoff entsteht Limonenoxid, das normalerweise nicht mit Kohlendioxid reagiert.

Damit dies doch gelang, nutzten die Wissenschaftler einen besonderen Katalysator als Reaktionsstarter. So konnten die für die Kunststoffindustrie wichtigen langen Molekülketten aus Kohlenstoffdioxid- und Limonenoxideinheiten gebildet werden.

Auch Wissenschaftler des Freiburger Materialforschungszentrums beherrschen mittlerweile das Verfahren, ohne dabei jedoch Lösungsmittel einsetzen zu müssen. Bei dem in Freiburg entwickelten Prozess wird Kohlendioxid chemisch in Limonenoxid gebunden. Das so entstehende Limonendicarbonat ist gießfähig und lässt sich mit so genannten Aminenhärtern zu Polyurethan überführen.

Der große Vorteil gegenüber dem konventionellen Herstellungsprozess ist, dass keine umweltschädlichen Zwischenprodukte freigesetzt werden und auf Isocyanat vollständig verzichtet wird.

Da organische Abfälle Verwendung finden, hätten die Kunststoffe auf Basis von Orangenschalen bei industrieller Verwendung keine negativen Einflüsse auf die Lebensmittelpreise. Grundsätzlich würden sie sich für Formteile in der Automobilindustrie, für Schäume zur Wärmedämmung von Geübten oder als Klebstoffe eignen.

www.chem.cornell.edu
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