Bioplastics kunnen in 3 grote groepen worden ingedeeld: natuurlijke biopolymeren zoals zetmeel, polymeren op basis van natuurlijke monomeren zoals melkzuur en polymeren rechtstreeks aangemaakt in micro-organismen zoals PHA. Waar bij (bio)-polymeren een synthetische polymerisatie-reactie dient plaats te vinden met omzetting van de monomeren naar polymeren, gebeurt deze reactie in het geval van PHA rechtstreeks in micro-organismen.
Er zouden momenteel meer dan 300 micro-organismen bekend zijn die PHA kunnen produceren. Voor de productie van PHA dienen deze micro-organismen op een bepaald punt in de kweek onder stress te worden gebracht door het reduceren van de nutriëntenstroom in de fermentor. Hierdoor zullen de micro-organismen starten met de omzetting van de resterende koolstofbronnen (vb. suikers) via een serie van enzymatische reacties tot PHA met als doel een reserve aan energiebronnen vast te leggen. PHA kan hierbij 80 tot 90% van het volume van de microbiële cellen innemen. De verschillende PHA’s komen hierbij voor als microscopisch granulaat, dat kan geëxtraheerd worden uit de micro-organismen via zowel solventgebaseerde als watergebaseerde technieken.
Binnen de groep van PHA kunnen drie klassen onderscheiden worden op basis van het aantal aanwezige koolstofatomen in de monomeerstructuur. Er wordt gesproken van korte keten PHA in het geval van maximum 5 koolstofatomen in de monomeerstructuur (vb. polyhydroxybutyraat). Deze vertonen gelijkaardige eigenschappen met klassieke plastics zoals LDPE. Midden keten PHA’s die 6 tot 14 koolstofatomen in de monomeerstructuur bevatten, hebben eigenschappen zoals elastomeren en rubbers. Lange keten PHA’s tenslotte (meer dan 14 koolstofatomen in de monomeerstructuur) zijn momenteel minder bekend.
Een ander polymeer behorende tot de groep van PHA is poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), kortweg PHBV. Eén van de toepassingen van dit polymeer zijn mengsels met andere (bio)-polymeren. Zo kan het de hittestabiliteit van PLA vergroten door de kristallisatiegraad te verhogen. Een andere mogelijke toepassing is het mengen van PHBV met polybutyleensuccinaat (PBS) voor het verbeteren van de spuitgietmogelijkheden.
Door de verscheidenheid in PHA-structuren kunnen er een hele reeks van eindproducten worden gemaakt met zeer diverse eigenschappen. Dit kan in de verpakkingsindustrie zowel vaste als flexibele verpakkingen opleveren voor verschillende sectoren. Diezelfde verscheidenheid in PHA-structuren heeft ook als gevolg dat er nog veel onderzoek vereist is om al deze mogelijkheden te ontrafelen.
Bron: Bioplastics Magazine, 03/2009 en Pack4Food