Biopolymere aus biogenen Monomeren - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 392

tial, biogene Komponenten zur Herstellung zu verwenden. Beispielsweise kann biogenes Ethy-
lenglykol aus Ethylen auf Basis von Bioethanol (siehe Kap. 11) eingesetzt werden. Daneben
könnte auch Xylit, das durch Depolymerisation von ligninhaltiger Biomasse erhalten werden
kann, als Ausgangsstoff zur Gewinnung von biogenem Ethylenglykol eingesetzt werden (siehe
Kap. 9.7) [51].
Neben der Möglichkeit, Terephthalsäure durch geeignete, ähnliche Verbindungen biogenen
Ursprungs zu ersetzen (wie z. B. Furandicarbonsäure, siehe Kap. 7.2.2) zielen aktuelle Ent-
wicklungen, die u. a. von einigen Getränke- bzw. Lebensmittelherstellern verfolgt werden,
darauf ab, auch Terephthalsäure auf biogenem Weg darzustellen. Dazu kann z. B. ein biogenes
Substrat, das als „Green Crude“ oder „Bio-Petroleum“ bezeichnet wird, verwendet werden. Es
kann in Bioraffinerien (siehe Kap. 1.5) nach der Pyrolyse von Reststoffen, die Pflanzenöl-
Rückstände und/oder Lignocellulose enthalten, durch Destillation der pyrolisierten Biomasse
gewonnen werden. Beispiele für geeignete Substrate sind Raps-Presskuchen, Oliven-
Presskuchen oder Reisstroh [62]. In den Destillaten sind zahlreiche Verbindungen enthalten,
die als Synthesebausteine von Bedeutung sind. Die zur Herstellung von PET benötigten Ver-
bindungen wie para-Xylol müssen mit geeigneten Verfahren abgetrennt werden, wobei die
Stoffgemische äußerst komplex sind. Aus dem so erhaltenen para-Xylol könnte dann über
klassische Oxidationsprozesse biogene Terephthalsäure gewonnen werden. Zusammen mit
biogenem Ethylenglykol ist so grundsätzlich ein vollständig biogenes PET zugänglich. Weitere
Ansätze nutzen geeignete Katalysatoren in etablierten Prozessen, um Biomasse wie Zucker
oder Bagasse in para-Xylol umzuwandeln. Außerdem wird daran gearbeitet, para-Xylol aus
Isobutanol (siehe Kap. 9.5) durch eine Cyclisierungsreaktion zu gewinnen [63].
PET ist zusammen mit PE, PP, PVC, PS und PUR einer der sechs wichtigsten Massenkunst-
stoffe und hat in Europa einen Anteil von 6 % an der Kunststoffproduktion (siehe Bild 34). Ein
gleicher Anteil weltweit würde rund 16 Millionen Tonnen PET bedeuten und damit einen Be-
darf von rund 13,4 Millionen Tonnen Terephthalsäure. Die Tendenz zu (partiellem) Ersatz von
petrochemischen Komponenten könnte demnach zu einer erheblichen Zunahme dieses bioge-
nen bzw. partiell biogenen Kunststoffs führen.
7.2.4 Polytrimethylenterephthalat
Polytrimethylenterephthalat (PTT) ist ein Analogon zu dem etablierten petrochemischen Kunst-
stoff PET (siehe Kap. 7.2.3), der überwiegend zur Herstellung von Getränkeflaschen und vor
allem für Fasern verwendet wird, und Polybutylenterephthalat (PBT). Die Produktionswege für
PTT sind ebenfalls analog zu PET, d. h. entweder durch direkte Veresterung von Terephthalsäure
(TA) mit 1,3-Propandiol (PDO) oder durch Umesterung von Dimethylterephthalat mit PDO.
PBT wird ebenfalls zur Herstellung von Fasern verwendet [5], die z. B. in Form von Teppich-
fasern verarbeitet werden. Weitere Anwendungen für PTT sind Gehäuse für Haushaltsprodukte
oder für die Elektroindustrie [61], [64]. Die Verwendung von biogenem PDO ist eine Möglich-
keit, partiell biogenes PTT herzustellen. Zu Möglichkeiten der Gewinnung von biogenem 1,3-
Propandiol (PDO) siehe Kap. 9.4 PTT-Fasern besitzen mit guter mechanischer und chemischer
Beständigkeit, Elastizität, Rückstellvermögen, Dimensionsstabilität, Glanz und Farbbeständig-
keit ein interessantes Eigenschaftsprofil für zahlreiche Anwendungen von Teppichfasern bis zu
Fasern für Unterwäsche, so dass diesem Polymer im Faserbereich ein sehr großes Potential
zugeordnet wird. Da der Baumwollanbau geographisch begrenzt ist, die Erträge sinken, aber
Weltbevölkerung und deren Wohlstand steigen, kommen alternativen Fasermaterialien große
Bedeutung zu. Biogene oder partiell biogene Rohstoffe für Fasern sind für diese Anwendung
besonders vielversprechend im Sinne einer Unabhängigkeit von fossilen Ressourcen.