Plexiglas ökologischer Recyclen und danach vielfältiger verwenden
Plexiglas lässt sich zwar rezyklieren – aber der Stoff, der dabei herauskommt, ist minderwertiger als das Ursprungsmaterial. Ein Team der University of Bath will das ändern und hat dafür ein neues ökologisches Recyclingverfahren entwickelt.
Quelle: ChatGPT/mai
Mit der neuartigen Methode kann rezykliertews Plexiglas viel breiter eingesetzt werden.
Die Anwendungsgebiete von Plexiglas - respektive das unter diesem Markennamen verkaufte Acryl - sind vielfältig. Sei es für Brillenglas, Bildschirme, Automobilkomponenten oder für Baumaterial. Der jährliche Verbrauch des Kunststoffs: rund 3 Millionen Tonnen verbraucht.
Ein Team der University of Bath unter Leitung von Jon Husband und Simon Freakly vom Institute of Sustainability and Climate Change (ISCC) hat nun laut Medienmitteilung der Universität "ein bahnbrechendes Verfahren" entwickelt, mit dem sich Acryl chemisch wiederverwerten lässt. Wie es weiter heisst, kommt das neuartige Verfahren im Gegensatz zum herkömmlichen mechanischen Recycling mit niedrigeren Temperaturen und nachhaltigen Lösungsmittel aus, ohne dass die Materialqualität leidet. Dies bedeute, dass der Kunststoff mit minimalen Auswirkungen auf die Umwelt immer wieder rezykliert, werden könne.
"Die aktuellen Recyclingmethoden sind sowohl energieintensiv als auch ineffizient", sagt Husband. "Der Bedarf an saubereren, effizienteren Recyclingtechnologien ist damit grösser denn je." Kunststoffrecycling sei anspruchsvoll, wenn es wirtschaftlich machbar sein müsse, so der Wissenschaftler weiter. Dies, weil die dabei anfallen Energiekosten hoch und die dabei entstehenden Produkte von geringer Qualität seien. "Unsere Arbeit geht direkt auf beide Probleme ein."
Das Plexiglas-Problem
Die gängigste Methode zur Widerverwertung von Plexiglas ist das mechanische Recycling: Dabei wird der Kunststoff zerkleinert oder geschmolzen, sodass daraus Granulat für neue Verwendungszwecke hergestellt werden kann. Der Nachteil: Es führt zu Verfärbungen und einem allmählichen Qualitätsverlust, weswegen sich das Recyclingmaterial nicht mehr für glasähnliche Anwendungen wie Bildschirme oder Brillen verwenden lässt.
Wie die Universität in der Medienmitteilung schreibt, fokussierte sich die Industrie bei der Plexiglaswiederverwertung zuletzt auf die sogenannten Pyrolyse, das heisst auf dem Erhitzen von Plexiglas auf 350 bis 400 Grad Celsius. Damit kann es wieder in seine Monomer-Bausteine umgewandelt werden, aus denen es dann von Grund auf neu und in einwandfreier Qualität hergestellt werden kann. Das Problem: Dieser Prozess ist sehr energieintensiv und wird leicht durch andere Kunststoffe verunreinigt.
Sauber und sicher Acrylkunststoffe aufbrechen
Beim neuen, in Bath entwickelten Verfahren wird auf UV-Licht unter sauerstofffreien Bedingungen gesetzt. Dies, damit der PMMA-Kunststoff chemisch in seine ursprünglichen Monomer-Bausteine aufzuspalten - in Verbraucherqualität. Das Entscheidende dabei ist, dass die chemische Reaktion bei 120 bis 180 Grad Celsius vor sich geht, und damit weiter unter den 350 bis 400 Grad Celsius, die beim herkömmlichen Recycling auf Pyrolysebasis nötig sind. Wie die Universität schreibt, senkt solches den Energiebedarf erheblich und verbessert die Umweltbilanz ebenso wie die wirtschaftliche Skalierbarkeit.
Hohe Monomer-Ausbeuten für die Kreislaufwirtschaft
Laut seinen Entwicklern ermöglicht der neue Ansatz eine Umwandlungsrate von über 95 % des Kunststoffs, und er liefert mehr als 70 Prozent Monomer, das anschliessend gereinigt und zu neuwertigen Materialien "repolymerisiert" werden kann. "Die Entwicklung neuer chemischer Recyclingansätze ist wichtig, weil sie Abfall wieder in makellosea neues anstatt in minderwertiges Material umwandelt, das letztendlich entsorgt werden muss", wird Freakly in der Medienmitteilung zitiert. Diese Methode ermögliche es, hochwertige Monomere aus gebrauchtem PMMA zurückzugewinnen, was einen klaren Weg hin zu echter Kreislaufwirtschaft bei Acrylmaterialien bietet.
Laut der Universität von Bath geht die Entdeckung des Teams aus Bath über eine zeitgleiche Entdeckung im Bereich des PMMA-Recyclings der ETH Zürich hinaus, die auf UV-aktivierte chlorierte Lösungsmittel setzt, um die Depolymerisation voranzutreiben. Im Gegensatz dazu sei das Verfahren aus Bath mit nachhaltigeren Lösungsmitteln kompatibel und eröffne damit den Weg zu umweltfreundlicheren, einfacheren und industriell besser umsetzbaren Recyclingwegen.
Derzeit könne das Team jeweils einige Gramm echten Kunststoffabfall rezyklieren, heisst es weiter. Es wird weiter daran geforscht, um die Effizienz zu steigern und das Verfahren zu skalieren. (mai/mgt)
