PHA (Polyhydroxyalkanoate): Bacteriell produziert, meeresabbaubar
Polyhydroxyalkanoate (PHA) sind eine Familie bakteriell produzierter Biopolyester, die als intrazelluläre Energiereserven von über 300 Bakterienarten gespeichert werden. Als einzige Kunststoffe bauen sie unter aeroben und anaeroben Bedingungen in Boden, Süßwasser und Meerwasser vollständig ab. Diese universelle Bioabbaubarkeit macht PHA zur technisch aussichtsreichsten nachhaltigen Kunststoffalternative — wenn die Produktionskosten weiter sinken.
Bakterielle Produktion und Typen
PHA wird durch fermentative Kultivierung von Bakterien (z. B. Cupriavidus necator, Bacillus megaterium) unter Nährstofflimitierung bei gleichzeitigem Kohlenstoffüberschuss produziert. Die Bakterienzellen akkumulieren PHA-Granula bis zu 80 % ihrer Trockenmasse. Nach Fermentation werden die Zellen aufgeschlossen und PHA extrahiert.
| PHA-Typ | Schmelzpunkt | Bruchdehnung | Eigenschaft |
|---|---|---|---|
| PHB (Polyhydroxybutyrat) | 175–180 °C | 3–8 % | Steif, spröde, gut kristallin |
| PHBV (PHB-co-Valerat) | 100–160 °C | 10–50 % | Flexibler, schlagzäher durch HV-Anteil |
| PHBH (PHB-co-Hexanoat) | 120–150 °C | 100–1000 % | Sehr flexibel, Folie |
| mcl-PHA (mittelkettiger) | Amorph | >300 % | Klebrig, Elastomer-Eigenschaften |
Typische Kennwerte PHB/PHBV
Anwendungen und Regulatorik
PHA wird zunehmend für marine Anwendungen eingesetzt, wo PLA oder konventionelle Kunststoffe bei Littering problematisch sind: Fischereiausrüstung, Agrarfolien für Küstenbereiche, Einwegartikel in Schifffahrt und Kreuzfahrt. In der Medizintechnik werden resorbierbare PHA-Implantate (Nahtmaterial, Knochenersatz) entwickelt, da PHB dem menschlichen Körper bekannt ist (PHB entsteht als Intermediat des Fettstoffwechsels). Die EU-Einwegkunststoffrichtlinie (SUP 2019/904) hat PHA als alternative Material explizit anerkannt.
Weiterführend: Wikipedia: Polyhydroxyalkanoate · Im Portal: PLA · Monomaterial-Design