Polylactid (PLA), auch Polymilchsäure genannt, ist ein biobasierter Kunststoff, der aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird. Seine Einsatzmöglichkeiten werden jedoch durch die vergleichsweise hohe Sprödigkeit begrenzt. Weichmacher können die Beweglichkeit der Polymerketten erhöhen, verringern jedoch häufig deutlich die Glasübergangstemperatur oder können während der Verarbeitung und Nutzung aus dem Material austreten. Zudem basieren viele konventionelle Weichmacher auf petrochemischen Rohstoffen.
In unserer aktuellen Veröffentlichung untersuchten wir daher ein vollständig biobasiertes Additivsystem aus Sojalecithin und Chitin. Sojalecithin ist ein phospholipidreicher Naturstoff mit emulgierenden Eigenschaften. Chitin ist ein natürliches Polysaccharid, das unter anderem aus biogenen Reststoffströmen wie Krustentierschalen gewonnen werden kann. Lecithin allein ließ sich nicht stabil in PLA einarbeiten: Während der Schmelzverarbeitung trennte es sich von der Polymermatrix und lagerte sich an der Oberfläche ab. Durch die Kombination mit Chitin konnten dagegen makroskopisch homogene PLA-Blends mit einem gesamten Additivgehalt von bis zu 24 Gew.% im Spritzguss hergestellt werden.
Rheologische Untersuchungen zeigten eine deutlich verringerte Schmelzviskosität, während Extraktionsversuche auf eine verbesserte Rückhaltung lecithinhaltiger Bestandteile in Gegenwart von Chitin hinweisen. FTIR- und REM/EDX-Untersuchungen deuten dabei auf schwache physikalische Wechselwirkungen sowie eine räumliche Assoziation von Lecithin und Chitin hin. Die Glasübergangstemperatur des PLA wurde dagegen nur geringfügig verändert.
Das Chitin-Lecithin-System bildet damit eine Grundlage für schmelzverarbeitbare PLA-Formulierungen mit biobasierten Additiven. Mechanische Eigenschaften, Alterungsverhalten und mögliche Anwendungen sollen in weiteren Untersuchungen betrachtet werden.
P. Marten, O. Weichold
Rheological, thermal and morphological characterisation of a melt-processable bio-based chitin-lecithin plasticiser system for PLA
Materials Today Communications, 2026, 54, 115772 https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2026.115772
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