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Korrosion von Werkstoffen durch Mikroorganismen

Kunststoffe und Kautschuk

"Die Anwendungsgebiete dieser Stoffgruppen sind außerordentlich verschiedenartig und bedingen demzufolge die unterschiedlichsten Voraussetzungen für eine mögliche Schädigung durch Organismen.

Über das Verhalten von Kunststoffen und Kautschuk gegenüber Mikroorganismen sind auf Grund zahlreicher praktischer Erfahrungen und Laboruntersuchungen einige allgemeine Feststellungen möglich.

Es scheint, dass keine grundsätzlichen Unterschiede in der Angriffsfähigkeit und Schädigungsweise der Pilze und der Bakterien bestehen, die Pilze wohl aber etwas aggressiver wirken können.

Zwischen verschiedenen Pilz- und Bakterienarten sowie auch deren Stämme können wiederum erhebliche Unterschiede bestehen. Einzelne Pilze oder Bakterienarten können dieselbe Zerstörungswirkung ausüben, wie Mikroorganismen-Gemische in natürlichen Erden oder anderen unsterilen Umgebungen.

Verschiedene technisch wichtige reine synthetische Polymere haben sich als vollkommen widerstandsfähig gegen Mikroorganismen erwiesen. Dies gilt für Polyäthylen, Polystyrol, PVC, Polytetrafluoräthylen, Polymethylmethacrylat und Polycarbonat.

Von Mikroorganismenstämmen in begrenztem Maße angegriffen werden bestimmte Polyamide, Polyester und Polyurethane sowie Natur- und Synthesekautschuk. Einige Zellulose-Abkömmlinge, wie Zelluloseacetat und weniger das Zelluloseacetobutyrat, weisen eine gewisse Widerstandsfähigkeit auf; andere wie Zellulosenitrat werden leicht zersetzt.

Zusätze zu reinen synthetischen Polymeren und Kautschuk, wie Weichmacher, Füllstoffe, Stabilisatoren, Emulgatoren, können anfällig sein.

So werden bestimmte, bei technisch viel genutzten PVC eingesetzte Weichmacher abgebaut, und es kommt dadurch zu wesentlichen Eigenschaftsveränderungen des Weich-PVCs. Zersetzbare Weichmacher sind Fettsäureester, Sebacate, ein Teil der Adipate; andere Adipate, Phthalate und Phosphorsäureester gelten als verhältnismäßig widerstandsfähig gegen den Angriff von Mikroorganismen.

Bei Phthalatestern trifft diese Feststellung für Schimmelpilze, nicht dagegen für bestimmte Bakterien zu. Bei den anfälligen Stoffen steht der Gewichtsverlust des PVC`s nach längerem Einwirken von Pilzen und Bakterien in eindeutiger Beziehung zum Mengenanteil der Weichmacher im PVC.

Bei den Ester-Weichmachern wird angenommen, dass sie durch Enzyme zu kurzkettigen Säuren und Alkoholen abgebaut und diese von Mikroorganismen als C-Quellen verwertet werden.

Die wichtigsten Eigenschaftsveränderungen von Kunststoffen und Kautschuke unter Einwirkung von Mikroorganismen auf das Polymer oder darin enthaltene Zusatzstoffe sind Masse- und Festigkeitsverlust oder Versprödung. Sie sind aber nicht die einzigen technischen Schäden die entstehen. Farbänderungen, Verminderung der Wärmedämmung von Baustoffen, Verminderung des Oberflächenwiderstandes an elektrischen und elektronischen Geräten sowie dort ein Zustandekommen von Kontaktbrücken, Kriechströmen und Kurzschlüssen sind weitere Schadensmöglichkeiten. Ein beschmutzender Belag oder Bewuchs von Schimmelpilzen sollte schon Anlass zur Ablehnung des Materials geben.

Ein günstiger Weg zur Abfallbeseitigung wäre der mikrobielle Abbau von Kunststoffen und Kautschuk, vorausgesetzt aber, dass die entstehenden Zersetzungsprodukte die Umwelt nicht anderwärtig belasten.

Die Beständigkeit und der Abbau von Kunststoffen sind bei der Verwendung innerhalb des menschlichen Körpers von großer Bedeutung. Ein enzymatischer Abbau ist umso schwerer möglich, je unähnlicher die eingesetzten Polymere den Körpersubstanzen sind. Polyolefine und Silikone sind daher wesentlich beständiger als zum Beispiel Polyamide und Polyurethane.

Es sind bei der Gefährdung und des Schutzes von Kunststoffen noch zahlreiche Fragen zu klären und zu bearbeiten. Besonders die Beteiligung von Pilz- und Bakterienarten an den Kunststoffschädigungen; der gegenwärtige Einfluss der Mikroorganismen aufeinander, ihr Abbauvermögen, ihre Umweltabhängigkeit und ihre Giftempfindlichkeit. Es gibt Widersprüche zwischen praktischen Erfahrungen und Laborergebnissen zu klären usw."

Quelle: Literaturschau, Literaturzusammenstellung: Korrosion von Werkstoffen durch Mikroorganismen, Institut für technische Chemie der AdW, 2/1979, S. 6-9


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