PBAT (Polybutylenadipat-Terephthalat)

Allgemein

Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT) zählt zu den biologisch abbaubaren Polyestern. Basis für PBAT bilden fossile und teilweise biobasierte Rohstoffe, die synthetisch hergestellt werden. Typische Produkte aus PBAT sind Verpackungs- und Schrumpffolien, aber auch Kompostierbeutel sowie Mulch- und Gartenbaufolien werden aus diesem Biopolymer hergestellt. Des Weiteren dient PBAT auch zur Beschichtung von Papier. Polybutylenadipat-terephthalat kann auch mit weiteren Biopolymeren zu Blends verarbeitet werden. Die gängigsten Blendpartner sind Polylactid (PLA), Polyhydroxyalkanoate (PHA), (thermoplastische) Stärke, Lignin oder Cellulose.

Struktur

Die Herstellung von Polybutylenadipat-terephthalat erfolgt über eine Copolymerisation aus Dimethylterephthalat oder Terephthalsäure und Adipinsäure mit 1,4-Butandiol.

Abbildung 1: Chemische Strukturformel des Polybutylenadipat-terephthalats.

Eigenschaften

Polybutylenadipat-terephthalat hat eine statistische Struktur, so dass es zur Klasse der statistischen Copolymere zählt. Da es somit keine strukturelle Ordnung aufweist, kann es nicht in einem signifikanten Maße kristallisieren, wodurch ein breiter Schmelzpunkt (115°C bis 120°C), ein niedriger Elastizitätsmodulus und eine niedrige Steifheit, aber dafür eine hohe Flexibilität und Zähigkeit resultieren. Weiterhin ist PBAT bis zu 230°C temperaturbeständig und weißt eine hohe Transparenz auf. Polybutylenadipat-terephthalat hat eine Dichte von 1,25 g/cm³. Die Glasübergangstemperatur liegt bei – 33°C.

Herkunft/Quelle

Die Edukte von Polybutylenadipat-terephthalat werden zum aktuellen Zeitpunkt hauptsächlich auf Basis von fossilen Rohstoffen hergestellt. Vor allem wird das Monomer 1,4-Butandiol größtenteils auf petrochemischer Basis erzeugt, da die Produktion im Vergleich zum biobasierten Butandiol einfacher und kostengünstiger ist. Biobasiertes Butandiol wird über die Fermentation von Kohlenhydraten realisiert. Seit 2009 gibt es ein teilweise biobasiertes Produkt auf dem Markt. Dieses hat den Markennamen Ecoflex FS.

Verarbeitung

PBAT kann über die Blasfolienextrusion verarbeitet werden. Mittels dieses Verfahrens sind Folien mit einem breiten Dickenspektrum herstellbar. Die erhaltenen Folien lassen sich außerdem schweißen und können bedruckt werden. Neben der Verarbeitung zu Folien kann PBAT auch für die Herstellung von spritzgegossenen Artikeln verwendet oder ganz klassisch extrudiert werden. Nach Angabe von Herstellern sollte die Lagerungszeit von verarbeiteten Produkten aus PBAT 12 Monate bei 23°C nicht überschreiten. Ebenso muss bei der Lagerung darauf geachtet werden, dass die Temperatur nicht über 70°C ansteigt.

Nachhaltigkeit

PBAT ist ein biologisch abbaubarer und kompostierbarer Biokunststoff. Es kann also im Heimkompost abgebaut werden. Allerdings wird der Rohstoff dort nur vernichtet und nicht in den ökologischen Kreislauf zurückgebracht. Zertifizierte Mulch- und Gartenbaufolien können mit der Erde umgegraben werden.

Zertifikate

Polybutylenadipat-terephthalat ist nach DIN 13432 und ASTM D5400 kompostierbar, so dass es das Label „Kompostierbar“ erhält. Generell ist bei PBAT jedoch zu beachten, dass bei der Beurteilung der Kompostierung und des biologischen Abbaus alle verwendeten Stoffe und Additive ausschlaggebend sind.

Recycling

Produktionsabfälle aus Polybutylenadipat-terephthalat lassen sich rezyklieren. Allerdings wird der Sammlungs- und Recyclingprozess durch Verschmutzungen, wie Lebensmittelrückstände, erschwert, so dass sich das Recycling aktuell aus wirtschaftlicher Sicht nicht lohnt. Ebenso wird das Recycling durch die Verwendung von Compounds erschwert.

Substituent für

PBAT dient als Substituent für Polyethylen (PE) und ähnelt besonders den Eigenschaften von LD-PE.