Kunststoff-Lexikon

Polyhydroxybuttersäure

Das Biopolymer Polyhydroxybuttersäure (andere Bezeichnungen: Polyhydroxybutyrat, PHB, Poly-(R)-3-hydroxybutyrat, P(3HB)) ist ein Polyhydroxyalkanoat (PHA) und gehört zur Stoffgruppe der thermoplastischen Polyester. Es wurde zuerst im Jahre 1925 von dem französischen Mikrobiologen Maurice Lemoigne isoliert und charakterisiert. PHB wird in einer Vielzahl von Mikroorganismen als Speicherstoff angereichert, darunter Cupriavidus necator und Bacillus megaterium.

Eigenschaften
• Schmelzpunkt ca. 175 °C
• Zugfestigkeit 20-31 MPa (ähnlich wie Polypropylen)
• Glasübergangstemperatur 15 °C
• Wasserunlöslich und relativ stabil gegen Hydrolyse (im Gegensatz zu den
  meisten anderen Biopolymeren)
• Permeabel für Sauerstoff
• resistent gegen ultraviolette Strahlen
• wenig resistent gegenüber Säuren und Laugen
• gut löslich in Chloroform und Dichlormethan, mäßig in 1,2-Dichlorethan
  und Anilin
• nicht toxisch und biokompatibel und daher für medizinische Anwendungen
  geeignet
• biologisch abbaubar

Industrielle Nutzung
PHB kann nach der Isolierung aus den Bakterienzellen thermoplastisch verarbeitet werden. Es ist ein aus erneuerbaren Rohstoffen fermentativ herstellbarer Polyester, mit Eigenschaften ähnlich denen des petrochemisch erzeugten Kunststoffs Polypropylen (PP). Die fermentative Synthese kann auf Basis von Zucker und Stärke erfolgen, ist jedoch auch aus anderen Nährstoffen wie Glycerin und Palmöl möglich.

PHB wurde bislang nicht großtechnisch umgesetzt, weltweit kündigten zahlreiche Firmen an, in die PHB-Produktion einzusteigen bzw. ihre Produktion auszuweiten. Problematisch sind zurzeit noch die relativ hohen Produktionskosten, die immer noch über denen der petrochemisch synthetisierten Kunststoffe liegen und die Materialeigenschaften (Brüchigkeit) von PHB. Es gibt verschiedene Ansätze die Produktionskosten zu senken. Bereits in den 1980er Jahren wurden die drei Gene, die für die PHB-Produktion verantwortlich sind, von Alcaligenes eutrophus auf gentechnischem Wege in das leichter manipulierbare E. coli transferiert. Des Weiteren wurden an der Michigan State University PHB-Gene auf Gartenkresse übertragen. Die transgenen Pflanzen produzierten bis zu 14 % PHB in der Trockenmasse der Blätter.

PHB wird auch, mit weiteren Bestandteilen vermischt, als PHB-Blend verwendet. Dabei können z. B. durch den Zusatz von Celluloseacetaten besondere Materialeigenschaften erreicht werden. Die Palette der Eigenschaften von PHB-Blends erstreckt sich von Klebern bis Hartgummi. Statt Celluloseacetat sind auch Stärke, Kork und anorganische Materialien als Zusätze denkbar. Die Vermischung mit günstigen Zusatzstoffen (Celluloseacetat ist ein preisgünstiges Abfallprodukt aus der Zigarettenfilterproduktion) wirkt sich auch günstig auf die Produktionskosten von PHB-Blends aus. Mittelfristig lassen sich nach Angaben zahlreicher Forscher damit die Herstellungskosten bis in den Bereich Erdöl-basierter Plastikmaterialien absenken.

Quelle; Wikipedia, https://de.wikipedia.org/wiki/Polyhydroxybuttersäure

 

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