Über die industrielle Verarbeitung lassen sich die Eigenschaften von PBSA/PLA-Blends so steuern, dass sie petrochemische Polyolefine in flexiblen Folien ersetzen können. Darauf deuten Untersuchungen im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE hin.
Sowohl als Flachfolie als auch als Blasfolie erreichen die Blends Eigenschaftsniveaus, die eine Substitution gängiger Polyolefine in Reichweite rücken. Für die verarbeitende Industrie eröffnet das biobasierte Optionen dort, wo bislang petrochemische Folien gesetzt waren.
Regulatorischer Druck rückt biobasierte Blends in den Fokus
Schärfere Regulierung, ambitioniertere Nachhaltigkeitsziele und der Zwang zur Defossilisierung lassen die Kunststoffindustrie verstärkt auf biobasierte und potenziell biologisch abbaubare Werkstoffe setzen. Ob solche Materialien konventionelle Kunststoffe tatsächlich ersetzen können, hängt jedoch weniger vom Rohstoff allein ab als davon, wie Verarbeitung, Struktur und Eigenschaften ineinandergreifen.
Genau hier setzt die Arbeit des Fraunhofer CCPE an, das den Einfluss von Verarbeitung und Zusammensetzung auf Folien aus PBSA (Polybutylensuccinat-co-adipat) und PLA (Polymilchsäure) systematisch vermessen hat. Ein Teil der Muster entstand als Flachfolie im Verarbeitungstechnikum Schwarzheide am Fraunhofer IAP.
Verarbeitung steuert Mikrostruktur und mechanisches Verhalten
Wie ein Blend verarbeitet wird, entscheidet über seine Mikrostruktur und damit über das mechanische Verhalten. Flach- und Blasfolien bilden auf der Mikroskala zwar beide eine lamellenartige Morphologie aus, weichen auf der Nanoskala aber voneinander ab. Sichtbar wird diese verarbeitungsinduzierte Morphologie unter anderem in konfokalen Raman-Aufnahmen der Flachfolien.
Ausschlaggebend ist die Ausrichtung der teilkristallinen PBSA-Anteile. In der Flachfolie orientiert die Verarbeitung diese Strukturen, in der Blasfolie bleibt eine kristalline Vorzugsorientierung dagegen aus. Aus diesem Unterschied resultiert eine breite Spanne an Steifigkeit und Festigkeit, mit der die Folien aus den Blends Eigenschaftsniveaus erreichen, die für den Ersatz gängiger Polyolefine relevant sind.
Industrienahe Fertigung schafft Grundlage für Materialentwicklung
Für Betriebe von der Compoundierung über die Folienextrusion bis zur Verpackungsentwicklung bedeutet das eine steuerbare Stellgröße: Über die Prozessführung lassen sich die Blends auf das jeweilige Anforderungsprofil zuschneiden. So wird das Substitutionspotenzial gegenüber etablierten Werkstoffen wie High-Density Polyethylen (HDPE) für einzelne Anwendungen konkret abschätzbar, statt pauschal zu bleiben.
Weil die Versuche auf produktionsnahen Anlagen liefen, gelten die Befunde unmittelbar unter realen Fertigungsbedingungen und taugen als Grundlage für Entwicklungsentscheidungen. Bis zur Marktreife einzelner Anwendungen sind allerdings weitere Schritte nötig. Das Fraunhofer LBF und das Fraunhofer IAP suchen dazu den Austausch mit Unternehmen, die die Ergebnisse aufgreifen oder in Folgeprojekten an Materialoptimierung, Verarbeitbarkeit, Anwendungsprüfung oder Skalierung weiterarbeiten möchten.
Originalpublikation: Guru Geertz et al., From Film Processing to Microphase Orientation: Structure–Property Relationships in Commercial PBSA/PLA Blend Films, Polymers 2026, 18, 761. DOI: 10.3390/polym18060761
