Online-Shopping wird immer beliebter und mit der Globalisierung reisen immer mehr Pakete um die Welt. Dadurch stapeln sich in unseren Haushalten und in Firmen große Mengen Altpapier in Form von Pappumschlägen und Kartons. Forschende versuchen seit Längerem, diese Papierabfälle nachhaltig zu nutzen und zu recyclen. Ein zweites Leben könnten die Kartonagen beispielsweise als robustes, aber leichtes Versandmaterial führen. Dieses könnte dann gleichzeitig die derzeit gängigen Polstermaterialien aus Plastik wie Styropor ersetzen, die auf Erdölressourcen basieren und damit weder erneuerbar noch biologisch abbaubar sind. Eine nachhaltige Alternative könnten beispielsweise leichte Cellulose-Aerogele aus Altpapier sein. Doch um diese aus Alt-Karton herzustellen, sind bislang mehrere chemische Vorbehandlungsschritte nötig. Das kostet Zeit und Geld und ist nicht gerade umweltfreundlich.
Upcycling aus Papierbrei und Kleber
Eine Forschungsgruppe um Jinsheng Gou von der Universität für Forstwirtschaft in Peking hat daher nach einem einfacheren Weg gesucht, um nachhaltiges Schaumstoffmaterial auf Altpapierbasis herzustellen. Dafür zerkleinerten die Wissenschaftler zunächst unbehandelte Pappreste in einem Mixer zu einem Brei und vermischten diesen „Papiersmoothie“ dann entweder mit Gelatine oder Polyvinylacetat (PVA)-Kleber. Diese Mischungen gossen Gou und seine Kollegen in Würfelformen, kühlten sie ab und trockneten sie drei Tage lang im gefrorenen Zustand. Die beiden so erzeugten porösen Schäume auf Papierbasis isolierten besser als derzeit gängige Kunststoffschäume wie Styropor, wie die Forschenden berichten. Zudem waren die beiden neuen Materialien sehr robust und polsterten hervorragend, indem sie Stöße und Erschütterungen effektiv abdämpften.
In einem weiteren Schritt kombinierten Gou und seine Kollegen den Zellstoff aus Altpapier sowohl mit Gelatine als auch mit PVA-Kleber und fügten nach dem Trocknen zudem eine Flüssigkeit auf Silikatbasis hinzu. So entstand ein imprägnierter Altpapierschaum, der bei Krafteinwirkung aushärtet. Diese Hochleistungsversion des Schaumstoffs auf Kartonbasis hielt selbst Hammerschlägen stand, ohne auseinanderzufallen, wie die Forschenden berichten. Der neuartige Schaumstoff könne daher als robustes Verpackungsmaterial für extreme Situationen eingesetzt werden und selbst empfindliche Produkte in Paketen zuverlässig schützen, die ohne Fallschirm aus der Luft abgeworfen werden.
