Prof. Dr. rer. nat. Markus Biel
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29.02.2024

Ziel des Vorhabens ist die Ertüchtigung der am Markt verfügbaren, biobasierten und biologisch abbaubaren Polymilchsäure (PLA) zur breiten und kosteneffizienten Verwendung als recyclingfähiges Verpackungsmaterial für Lebensmittel. Für Verpackungen müssen biobasierte Kunststoffe charakteristische und vom Verpackungsgut abhängige Eigenschaften aufweisen - z.B. eine spezifische Barrierefunktion gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff und hinreichende mechanische und thermische Stabilität. Diese Faktoren korrelieren letztlich mit der notwendigen Materialstärke und damit mit dem Materialeinsatz bei der Herstellung. Gleichzeitig ist neben technischer Performance auch die Einhaltung der gesetzlichen Bestimmungen in Bezug auf die Lebensmittelverträglichkeit der verwendeten Stoffe und zunehmend auch die Recyclingfähigkeit des Produktes zu berücksichtigen. In der vorgeschlagenen Konzeptphase sollen Nanokomposite aus Polymilchsäure und Schichtsilikaten hergestellt und optimiert, ihre Eigenschaften in Bezug auf Wasser- und Sauerstoffdurchlässigkeit sowie ihre mechanische Stabilität untersucht und zur Anbahnung einer Industriekooperation an geeignete Partner bemustert werden. Schichtsilikate kommen in der Natur vor und verlängern vor allem in exfolierter, nanostrukturierter Form den Diffusionsweg kleiner Teilchen durch ein Polymer. Dies macht sich durch eine erhöhte Sperrwirkung des Polymers bemerkbar. Um dabei einer Versprödung der Polymermatrix entgegenzuwirken, sollen zusätzlich biobasierte, höhermolekulare Weichmacher mit struktureller Ähnlichkeit zum Polymer hergestellt und vor allem in Bezug auf ihre Migrationstendenz und Fähigkeit zur Stabilisierung der Nanokomposite getestet werden. Desweiteren sollen explorative Ansätze zu nachhaltigen intelligenten Verpackungen bearbeitet werden, um beispielsweise über Cyclodextrine bzw. biobasierte Hydrogele als Träger Oxidationsschutz oder Feuchtigkeitsspender einzubringen.