Innovative Kunststoffe zum Schutz vor Mikroorganismen

Weithin werden antimikrobielle Wirkstoffe in Kunststoffen gesucht, die Kommerzialisierung solcher Verbindungen ist jedoch noch sehr begrenzt. Um dieses Bedürfnis zu erfüllen, wurden im Rahmen des SPAN-Projekts neuartige spezielle polymerische Materialien entwickelt, die einzigartige antimikrobielle bzw. fäulnisverhütende Eigenschaften aufwiesen.

Die antibakteriellen Eigenschaften der meisten konventionellen Produkte hängen stark von winzigen bakteriostatischen Molekülen ab, die mit der polymerischen Matrix vermischt sind. Diese Art des Syntheseansatzes zeigt jedoch einige Defizite bei der Kontrolle bestimmter Parameter, wie beispielsweise Einheitlichkeit bei Dispersion, Migratiosrate und Auswaschung.

Im Gegensatz zu diesen Materialien sind die neuartigen antibakteriellen Verbindungen Teil des Polymers selbst, da sie aktive Gruppen im Rückgrat der Polymerkette umfassen. Zusätzlich dazu wurde Vorsorge in Hinblick auf eine erhöhte Umweltverträglichkeit getroffen, da die Materialien frei von Chlor bzw. Schwermetallen sind.

Genauer ausgedrückt, haben polymerische Mischungen mit antimikrobiellen bzw. fäulnisverhütenden Eigenschaften von der Dispersion der aktiven, Phosphoniumsalz enthaltenden Oligomere oder Polymere zu einer polymerischen Matrix geführt. Die polymerischen Matrizen können Polyethylene, Polypropylene oder Polyamide sein, und der Anteil der aktiven Verbindung fällt in den Bereich zwischen 1-10%.

Es wurde auch eine Charakterisierung der polymerischen Mischungen in Hinblick auf deren mechanische und thermale Eigenschaften durchgeführt. Mit Hilfe spezieller Screening-Verfahren fand man heraus, dass die Polyethylen-Mischung hoher Dichte über befriedigende mechanische Eigenschaften verfügt. Wohingegen bei der Polypropylen-Mischung Experimente mit einer weiteren aktiven Verbindung zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Mischung führten.

Es wurden auch antimikrobielle Tests zur Bewertung der antimikrobiellen Aktivität der unbeweglichen antimikrobiellen Wirkstoffe gegenüber verschiedenen Mikroorganismen unter dynamischen Kontaktbedingungen durchgeführt. Die polymerischen Mischungen zeigten eine hohe antimikrobielle Aktivität, während bestimmte polymerische Mischungszusammensetzungen ein erhöhtes Potenzial für die Nutzung zu fäulnisverhütenden Zwecken aufwiesen.

Die daraus resultierenden Innovationen können zur Herstellung spezieller Produkte im pharmazeutischen, medizinischen und lebensmitteltechnischen Sektor genutzt werden.

Auch spezielle Kunststoffkomponenten zeigen ausgezeichnete fäulnisverhütende Eigenschaften und können zur Herstellung von Fischnetzen weiterverwendet werden. Aufgrund der wasserlöslichen Aktivität ist das Wachstum der Fäulnisorganismen in Bezug auf den Einsatz fäulnisverhütender Flüssigkeiten oder mechanischer Reinigungsverfahren mit erhöhten ökonomischen Problemen verbunden. Alternativ dazu geht man davon aus, dass die Nutzung von Polymeren mit fäulnisverhütenden Eigenschaften die Kosteneffizienz und die Rentabilität der Fischzuchtindustrie optimiert.