Meistens können aus recyceltem Kunststoff, nur vergleichsweise minderwertige Produkte hergestellt werden. Ein neues Verfahren ermöglicht es nun, aus Polyurethan (PU), zum Beispiel aus alten Autoreifen, zwei hochwertige Materialien herzustellen. Das Verfahren funktioniert bei nur 200 Grad, was für das Recycling vergleichsweise niedrig ist. Aus 5 Kilogramm Altreifenmaterial entstehen so mehr als 2 Kilogramm neuer, hochwertiger Kunststoff.
Aus 5 Kilogramm Altreifenmaterial könnten 2 Kilogramm neuer, hochwertiger Kunststoff entstehen. Image by E Bouman
Forschende der Universität Peking um Bo Sun und Jiawei Zou berichten von einem zweistufigen Verfahren, bei dem PU zunächst chemisch aufgespalten und dann zu Kunststoffen verarbeitet wird. Der Vorteil des Verfahrens liegt in der niedrigen Temperatur: Es funktioniert bereits bei nur 200 Grad Celsius, was für das Recycling relativ niedrig ist.
Das Verfahren nutzt einen speziellen Katalysator aus Zinkoxid, Zirkoniumdioxid und Kupfer, der das schwer recycelbare PU aufspaltet und wertvolle Bausteine wie Diamine und Lactone erzeugt. Die Ausbeute liegt nach Angaben der Forscher bei 86 Prozent. Diese Bausteine lassen sich zu neuen Polymeren verarbeiten. Aus den Diaminen entsteht ein Polyimid für technische Anwendungen mit guten elektrischen Isolationseigenschaften. Tests haben gezeigt, dass das Material bei 150 Grad Celsius eine Energiespeicherdichte von 6,0 Joule pro Kubikzentimeter erreicht, zum Teil mehr als kommerziell erfolgreiche Vergleichsprodukte. Aus den Lactonen lässt sich ein biologisch abbaubarer Kunststoff herstellen, der eine Dehnbarkeit von über 1000 Prozent aufweist und bei Bedarf wieder in seine Ausgangsstoffe zersetzt werden kann.
Die so gewonnenen Kunststoffe könnten aus Abfällen wie Schuhsohlen, Autoreifen oder Sicherheitsstreifen hergestellt werden, die bisher nur schwer zu recyceln waren. Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten für das Recycling von PU-Abfällen, die weltweit etwa 6 Prozent der Kunststoffabfälle ausmachen. Besonders bemerkenswert ist, dass der verwendete Katalysator mehrfach verwendet werden kann, was das Verfahren nachhaltig und wirtschaftlich macht.
Das Verfahren hat das Potenzial, einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft zu leisten. Aus fünf Kilogramm Altreifen könnten mehr als zwei Kilogramm neuer, hochwertiger Kunststoff. Das Verfahren ist nicht nur umweltfreundlich, sondern auch wirtschaftlich und für die Industrie von großem Interesse, da es eine ressourcenschonende Umwandlung von Abfällen in hochwertige Materialien ermöglicht.
Als Endprodukt des Verfahrens kann eine spezielle Folie hergestellt werden, die hohen Temperaturen sogar zum Teil besser standhält als vergleichbare Produkte. Diese Folie könnte in Elektrogeräten eingesetzt werden. Zum anderen entsteht ein elastischer Kunststoff, der biologisch abbaubar ist. Dieser Kunststoff ist elastisch wie ein Gummiband und kann vollständig recycelt werden.
Das Verfahren zur Umwandlung von PU-Abfällen in diese Kunststoffe stellt somit einen wichtigen Fortschritt im Kunststoffrecycling dar und bietet vielversprechende Lösungen für die nachhaltige Wiederverwertung großer Mengen an Kunststoffabfällen. Möglich sei also nicht nur die Umwandlung großer Mengen Plastikmülls in verarbeitbare Kunststoffe, sondern auch in hochwertige Endprodukte, die spezifische Qualitätsmerkmale und spezielle Anwendungen ermöglichen.
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