Mit UHMWPE gemischtes Fleisch- und Knochenmehl für teilweise biologisch abbaubaren Mais

PlasticsToday-Mitarbeiter | 28. März 2011

Da die Verwendung in Viehfutter verboten ist, könnten Milliarden Pfund Fleisch- und Knochenmehl von Mülldeponien in teilweise biologisch abbaubares Plastik umgeleitet werden. Die Forscherin Fehime Vatansever und ihr Team berichteten auf der Frühjahrsveranstaltung der American Chemical Society vom 27. bis 31. März in Anaheim, Kalifornien, über ihre Experimente mit Fleisch- und Knochenmehl (MBM) als Bestandteil von teilweise biologisch abbaubaren Kunststoffen.

Die Forscher mischten den MBM-Kunststoff mit Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) und führten Tests durch, die zeigten, dass die MBM/UHMWPE-Verbindung fast so haltbar ist wie eigenständiges UHMWPE, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie teilweise biologisch abbaubar ist.

Vatansever, die einen Doktortitel in Materialwissenschaften von der Clemson University hat, wo sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin tätig ist, stellte fest, dass die US-amerikanische Tierkörperbeseitigungsindustrie jedes Jahr mehr als 9 Milliarden Pfund Proteinmehl produziert, wobei der Großteil dieses Nebenprodukts aus Fleisch und Fleisch besteht Knochenmehl. Das Mehl von Kühen musste mit aggressiven Chemikalien behandelt werden, um die bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE) zu zerstören, und dann auf speziellen Mülldeponien entsorgt werden. „Wir dachten, wir könnten verhindern, dass Fleisch- und Knochenmehl auf Mülldeponien landet, indem wir daraus erdölfreie Biokunststoffe herstellen“, sagte Vatansever.

Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) verbot 1997 die Verfütterung von Fleisch- und Knochenmehl, das aus Nebenprodukten von geschlachteten Rindern, Schafen und gezüchteten Hirschen, Elchen und Bisons hergestellt wurde, an dieselben Tiere, und andere Länder folgten diesem Beispiel.

Das Verbot entstand aus Besorgnis über die menschliche Form der Rinderwahnsinnskrankheit, einer seltenen, aber tödlichen Gehirnerkrankung, die sich im Vereinigten Königreich nach dem Verzehr von infiziertem Fleisch ausbreitete. Die Forscher stellten fest, dass bis 2010 in den USA nur drei Fälle von BSE (Rinderwahnsinn) aufgetreten waren. Die Verbote sollten die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Fleisch- und Knochenmehl, das von einer infizierten Kuh hergestellt wurde, BSE weit über Rinderherden verbreiten könnte.

Bernice M. Nzioki, eine Absolventin der Clemson University, stellte im Mai 2010 im Rahmen ihrer Masterarbeit in den Bereichen Naturwissenschaften, Materialwissenschaften und Ingenieurwesen einige der ersten Erkenntnisse zu diesem Thema vor. In dem Artikel mit dem Titel „Biodegradable Polymer Blends and Composites from Proteins Produced by Animal Co-Product Industry“ heißt es, dass DSC-Thermographien der MBM/UHMWPE-Mischungen zeigten, dass sich die thermischen Eigenschaften von UHMWPE mit zunehmendem MBM-Gehalt nicht drastisch änderten. Die Zugfestigkeit und Dehnung nahmen jedoch mit der Zugabe von MBM ab, während der Modul mit zunehmendem MBM anstieg. Nzioki stellte fest, dass eine 30:70 MBM:UHWMPE-Mischung die „reproduzierbarsten und nützlichsten Eigenschaften“ hatte.

Das verwendete MBM war ein trockenes, ausgeschmolzenes Produkt aus Säugetiergeweben, das normalerweise 50 % Protein, 9,5 % Fett, 10,1 % Kalzium und 4,8 % Phosphor enthielt. Nzioki sagte, dass das Forschungsteam erfolgreich formgepresste, biologisch abbaubare Kunststoffformulierungen aus UHMWPE/MBM-Mischungen entwickelt habe.

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