Biopolymer

Biopolymere sind nach weitestgehender Definition Polymere, die in der Natur vorkommen bzw. vorkommen könnten (siehe auch Biokunststoff). Enger gefasst werden Polymere als Biopolymere bezeichnet, wenn sie aus in der Natur vorkommenden Monomeren durch biologische Polymerisationsprozesse aufgebaut werden.

Beispiele

In der folgenden Tabelle werden wichtige Biopolymere vorgestellt:

Polymer	Monomereinheiten	Bindungstyp	Vorkommen
Proteine und Peptide	Aminosäuren	Amid- bzw. Peptidbindung	In nahezu alle Lebewesen als Enzyme, Gerüstsubstanzen, Stofftransportsysteme, Chemorezeptoren usw.
Nukleinsäuren (DNA und RNA)	Nukleotide	Phospho-diesterbindung	als Bausteine der DNA
Polysaccharide (Stärke, Cellulose, Glykogen)	Mono- bzw. Disaccharide	glykosidische Bindung	als Energiespeicher und Gerüstsubstanzen
Lipide	Carbonsäuren und Alkohole	Esterbindung	als Energiespeicher, Bausteine von Zellmembranen, Hormone, Pigmente
Polyglucosamine (Chitin, Chitosan)	Acetylglucosamin, Glucosamin	glykosidische Bindung	als Gerüstsubstanzen bei Pilzen, Gliedertieren (Insekten, Krebstiere, Spinnen usw.) und Weichtieren
Polyhydroxyalkanoate (PHB)	Hydroxyalkanoat	Esterbindung	als bakterieller Reservestoff
Cutin	C16- und C18-Untereinheiten	Esterbindung	zur Versiegelung von Pflanzenzellen gegen Wasser
Suberin	Glycerin und Polyphenole	Ether- und C-C-Bindungen	zur Versiegelung von Pflanzenzellen für Wassertransport
Lignin	Cumarylalkohol, Coniferylalkohol oder Sinapylalkohol	Ether- und C-C-Bindungen	als Gerüstsubstanz bei Pflanzen

Abgewandelte Naturstoffe

Im Bereich der technischen Verwendung von Biopolymeren spielen vor allem abgewandelte Naturstoffe eine Rolle. Dabei handelt es sich um Polymere, die durch technische Verfahren aus in der Natur vorkommenden Monomeren oder Polymeren gewonnen werden. Vor allem Derivate der Stärke und der Zellulose spielen hierbei eine zentrale Rolle durch ihre Verwendung als Biokunststoffe. Weitere technisch eingesetzte Biopolymere sind die Polymilchsäure (PLA), Polyhydroxyfettsäuren (PHF) sowie Thermoplaste auf Ligninbasis und Epoxyacrylate auf der Basis von Ölen aus nachwachsenden Rohstoffen (aktuell vor allem Lein- und Palmöl).

Literatur

• P. Eyerer, P. Elsner, T. Hirth (Hrsg.): Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften. 6. Auflage, Springer Verlag, Heidelberg 2005; S. 1443-1482, ISBN 3-540-21410-0