EcoPure™ - Testverfahren

Das Additiv für "grüne" biologisch abbaubare Kunststoffprodukte

Testverfahren zu EcoPure™

Bei biologisch abbaubarem Kunststoff wird der Abbau durch natürlich vorkommende Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und Algen hervorgerufen. Biologische Abbaubarkeit ist die Eignung eines Materials von Mikroorganismen als Quelle zur Kohlenstoffaufnahme verwendet zu werden, der in Kohlendioxid, Biomasse und Wasser umgewandelt wird.

Test-Methode
Mit EcoPure™ versetzte Schuhsohle (1% EcoPure™-Anteil) und mit EcoPure™ versetzter Schuh (5% EcoPure™-Anteil) sowie ein unbehandelter Schuh werden in eine anaerobe Behälteratmosphäre verbracht. Die Konditionen in dem Behälter sind analog zu den Bedingungen auf einer Deponie. Der Behälter befindet sich unterhalb eines großen Abflussrohrs. Aus diesem tritt konstant und bei gleicher Temperatur Flüssigkeit/Abwasser aus. Die Muster werden mit dem flüssigen Abfallstoffen bedeckt und komplett in die anaerobe Flüssigkeit eingetaucht. Die mit Löchern versehene Abdeckung des Containers ermöglicht einen aktiven Durchfluss und bietet eine frische Bakterienquelle für die Muster. Durch den ständigen Flüssigkeitsfluss im Testbehältnis, also das Vorhandensein von Mikroben, erfolgt der biologische Abbau. Dieses Testverfahren ist identisch mit der ASTM Richtlinie, ASTM D5210-92 (2000) „Standard Test Method of Determining the Anaerobic Biodegradation of Plastic Materials in the Presence of Municipal sewage Sludge“.

Testdauer
Die Muster wurden am 19. Dezember 2006 in die anaerobe Umgebung platziert. Sie wurden für 24 Stunden täglich, 7 Tage pro Woche und insgesamt 253 Tage in die bakterielle Flüssigkeit getaucht. Der Testzeitraum endete am 29. August 2007.

Testbedingungen
Die zugeführte bakterielle Flüssigkeit blieb konstant bei 32,6°C und bei einem Durchfluss von 0,36m/Sekunde.

Test biologischer Abbau
SEM Photo-AnalyseNach Ablauf von jeweils 4 Monaten, 6 Monaten und 8 Monaten wurden die mit EcoPure™ versehenen Muster und die unbehandelten Muster Untersuchungen hinsichtlich des biologischen Abbaus unterzogen. Vorher wurde mit warmem Wasser und Seife eine Ultraschallreinigung durchgeführt.

SEM Photo-Analyse
Nach der Reinigung wurden die Muster dem Electron Microbe Lab im Institute of Meteoritics, der Universität von New Mexico übergeben. Prof. Mike Spilde, der Leiter des Instituts, analysierte die gemachten Aufnahmen und erstellte einen detaillierten Bericht zu seinem Befund.

 

FTIR/ATR Analyse:

FTIR/ATR Analyse

Analyse anhand der Size Exclusion Chromatography Technik (SEC):

Analyse anhand der Size Exclusion Chromatography Technik (SEC)

Die ATR Spektren der Muster wurden mit einem Perkin-Elmer 16PC Spektrometer aufgezeichnet. Alle Muster wurden in einem Bereich von 4000 bis 800 cm-1 gescannt. Das Spektrum zeigt leichte Veränderungen zwischen den Mustern mit 1% und 5% EcoPure™- Anteil und dem unbehandelten Mustern an. Das Vorhandensein stickstoffhaltiger Verbindungen wie Zyanid (Nitril), Zyanat, Isozyanat, Thiocyanat und Diazoverbindungen wird durch typische Absorption im Bereich von 2300-1990 cm-1 ersichtlich.

Bei dieser Technik wurden die Muster vor der Analyse in einen flüssigen Zustand versetzt (98% Tetrahydrofuran – THF - und 2% Triethyl) und gefiltert. Beim unbehandelten Muster zeigt sich nach Ablauf von 4,5 Minuten ein Höhepunkt im Chromatogram der beim 5% EcoPure™-Muster nicht vorhanden und beim 1% EcoPure™ Muster deutlich geringer ist.

Der nicht vorhandene Spitzenwert beim Molekulargewicht ist ein Indikator für biologischen Abbau. Ein weiterer Indikator ist der Anstieg im Bereich des Höchstpunktes für einen niedrigen molekularen Gewichtsanteil bei einer Verweildauer von 9,4 Minuten. Zusammengefasst, wird verdeutlicht, dass die getesteten Muster biologischen Abbau in einer Größenordnung von 4% durchlaufen haben.

Fazit:
Mit dem bloßen Auge ist keine großartige Veränderung zwischen dem mit EcoPure™ versetzten und dem unbehandelten Muster festzustellen. Durch Berührung jedoch lässt sich feststellen, dass die EcoPure™ Muster wesentlich dehnbarer und flexibler sind als das unbehandelte Muster. Dies ist auf den Verfall der chemischen Zusammensetzung des EcoPure™ Musters im Vergleich zum unbehandelten Muster zurückzuführen.

Basierend auf den FTIR/ATR, DSC und SEC Analysen wird deutlich klar, dass die Muster nachweislich 4% biologischen Abbau zeigen. Letztendlich bestätigt der Bericht des unabhängigen Instituts dieses Ergebnis.

Weitere Tests nach ASTM D 5511 (aktueller Stand der Forschung)
Nach diversen weiteren Tests beim Fresenius Institut wurde das Testverfahren ASTM D 5511 als Beweisgrundlage gewählt. Das normierte Verfahren belegt die biologische Abbaubarkeit auf Basis der aktuellen Richtlinien. Die Testergebnisse können auf Wunsch eingesehen werden.