Eigenschaften von Folien aus nachwachsenden Rohstoffen - Lösungshinweise

Materialprüfung - Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist die Kraft pro Flächeneinheit, die ein Materialstück gerade noch hält. Die Einheit ist bspw. Newton/mm².

Zum einen muss man also die Kraft errechnen, mit der die Masse an dem Folienstreifen zieht. Am besten man testet erst einmal mit großen Massen, bspw. 100 g, die ungefähre Zugfestigkeit und wiederholt dann den Versuch und bestimmt, bspw. mit 10 g - Massen, die genaue Zugfestigkeit.

Zum anderen muss man die Fläche des Querschnitts des Folienstreifens errechnen. Dazu misst man die Dicke der Folie mit einer Mikrometerschraube. Müllbeutelfolien sind 10 - 30 Mikrometer dick.

Müllbeutel aus biologisch abbaubarer Folie haben meist eine gleich große oder sogar größere Zugfestigkeit, bspw. 6;5 Newton für einen 5 mm breiten Teststreifen.

Beispielrechnung:

Ein Müllbeutelstreifen ist 5 mm breit und 20 Mikrometer dick. Er hält 580 g, und reißt bei 590 g.

Die Kraft, mit der die Masse der Erde an der Probemasse 580 g zieht, ist 580 * 0,009807 = 5,68806 Newton.
Die Zugfestigkeit ist 5,68806 / 5 * 0,02 Newton / mm² = 56,8806 Newton / mm².

Materialprüfung - Kompostierbarkeit

Die Kompostierbarkeit von Kunststoffen wird nach der Europäischen Norm (EN) 13 432 getestet. Dabei wird die Zersetzung auf zwei verschiedene Arten getestet:

1. Zersetzung in Wasser:
   Dabei wird der Sauerstoffbedarf und die Entwicklung von Kohlenstoffdioxid gemessen.
   Der Kunststoff muss in 6 Monaten zu mindestens 90% in Kohlenstoffdioxid umgewandelt sein.

2. Zersetzung in Kompost:
   Von dem Kunststoff dürfen nach 3 Monaten Kompostierung nicht mehr als 10% Rückstände zurück bleiben, die nicht durch ein 2 mm Sieb passen.

Zusatzaufgaben

1. Entwirf eine Versuchsapparatur in einer beschrifteten Skizze, mit der man die Entwicklung von Kohlenstoffdioxid bei der Zersetzung in Wasser messen kann.

2. Liste mindestens 10 Organismen auf, die die Zersetzung in Kompost bewirken.

3. Finde heraus, was mit dem Inhalt der Biomülltonne in deiner Heimatstadt passiert,