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12. Juni 2023

Polypropylen-Dispersionen für die Nanoplastikforschung

BAM entwickelt neue Referenzmaterialien für realistischere Risikobewertung von Nanoplastikpartikeln

Herstellung Nanopolypropylen-Dispersion © BAM, FB 6.5
Herstellung der Nanopolypropylen-Dispersion mittels mechanischer Beanspruchung und anschließende Charakterisierung mittels Lichtstreuung. Quelle: BAM, Fachbereich 6.5

Seit der Nachkriegszeit nimmt die Herstellung von Plastikprodukten und -verpackungen immer weiter zu. Bei der Benutzung und der Entsorgung dieses Plastiks gelangt ein immer größerer Teil in unsere Umwelt. Das Plastik zersetzt sich, und es bildet sich Mikroplastik. Mittlerweile ist diese Problematik auch im Bewusstsein der Bevölkerung angekommen. Freigesetztes Mikroplastik (1-1000 µm groß) kann sich dabei zu noch kleinem Nanoplastik (1-1000 nm groß) zersetzen. Da es kleiner ist, besteht eine größere Gefahr, dass Mensch und Tier diese Plastikpartikel ungewollt aufnehmen. Versuche, die die Aufnahme oder die Toxizität von Nanoplastik untersuchen, verwenden meist Nanokugeln, bestehend aus Polystyrol (PS) oder anderen Kunststoffsorten. Dabei wurden diese meist nicht vorrangig für den Zweck der Nanoplastikforschung hergestellt und sie unterscheiden sich oft je nach Hersteller. Außerdem machen diese Kunststoffsorten nur einen Bruchteil des hergestellten Plastiks aus, der überwiegende Teil des Plastiks besteht aus Polyolefinen, zu denen u.a. Polypropylen (PP) zählt.

Das Ziel des Projekts war die Präparation von Nanoplastikpartikeln bestehend aus PP, die ein realistischeres Referenzmaterial für Risikobewertungen darstellen. Dazu wurde kommerziell hergestelltes PP-Granulat verwendet und mechanisch beansprucht, wodurch sich dieses in Mikro- und Nanoplastik zersetzt. Durch Abfiltrieren der größeren Fraktionen wurde eine wässrige Nanoplastikdispersion mit einem Durchmesser von (180,5 ± 5,8) nm erhalten, die damit im Nanoplastikbereich liegen. Zudem ist die Präparation der Dispersion wiederholbar und eignet sich daher gut für die Herstellung von Referenzmaterial mit bestimmten Eigenschaften. Diese Dispersion enthält zudem keine weiteren Tenside, die zwar die Stabilität erhöhen, aber auch Testergebnisse verfälschen können. Die Stabilität kommt allein durch ein negatives Potential in wässrigem Medium zustande, was durch die hydrophoben Eigenschaften des Plastiks hervorgerufen wird. Die Präparation dieser Nanoplastikdispersionen ist mit der vorgestellten Methode auch für andere Molmassen möglich, was darauf schließen lässt, dass sich somit einfach Referenzmaterialien herstellen lassen, die auf die Wünsche und Bedürfnisse der Anwender eingehen.

Publikation:

Aqueous Dispersions of Polypropylene: Toward Reference Materials for Characterizing Nanoplastics
Jana Hildebrandt, Andreas F. Thünemann
Macromolecular Rapid Communications, 2023, Jahrgang 44, Ausgabe 6, Aufsatznummer 2200874, Seiten 1-15
DOI:10.1002/marc.202200874 | PUBLICA
 

Kontakt:

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Dr. rer. nat. habil. Andreas Thünemann

Leiter Fachbereich Synthese und Streuverfahren nanostrukturierter Materialien
Telefon +49 30 8104-1610
E-Mail Andreas.Thuenemann(at)bam.de

 

Quelle: BAM-Paper des Monats vom 01.06.2023

Außeruniversitäre Forschung Analytik Biotechnologie / Umwelt Mikrosysteme / Materialien

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