Kunststoffe kommen in den verschiedensten Anwendungen vor. Verbraucher kennen das Recycling von Kunststoffen vor allem daher, dass sie ihren Plastikmüll in die gelbe Tonne werfen. Was passiert eigentlich beim Kunststoffrecycling? Welche Möglichkeiten und Grenzen bieten die Recyclingverfahren? Erfahren Sie bei uns mehr über die Wiederverwendung von Kunststoffen!

Kunststoffe als Werkstoffe

Viele Verbraucher nehmen die Vielseitigkeit von Kunststoff immer dann wahr, wenn der Plastikmüll wieder einmal voll ist. Wegen ihrer vielseitigen Anwendbarkeit kommen Kunststoffe in Verpackungen und Verbundstoffen vor. Neben den Einsatzgebieten in der Verpackungsindustrie haben Kunststoffe jedoch deutlich weitere Anwendungsfelder in der Industrie. Sie kommen als Rohre, Bahnen, Platten, Kabel, Schaumstoffe uvm. zum Einsatz. 

Aus dieser Vielseitigkeit lässt sich bereits erahnen, dass es nicht “einen” Kunststoff gibt. 

Tatsächlich existieren Hunderte von Kunststoffen, die teilweise für spezielle Anwendungen entworfen wurden. Nur ein Bruchteil der im Einsatz befindlichen Kunststoffe kann auch tatsächlich werkstofflich weiterverwendet werden [1].

Dieser Umstand hat vielfältige Ursachen: Zum einen bestehen viele Kunststoffe nicht in reiner Form, sondern sind mit anderen Stoffen vermischt. Man spricht dabei von Verbundstoffen. Um Kunststoffe stofflich zu recyceln, ist jedoch eine sortenreine Produktcharge nötig. 

Dieses Erfordernis ist leider gar nicht so leicht zu erfüllen: Plastikmüll, wie er in der gelben Tonne bei Privathaushalten gesammelt wird, besteht zum großen Teil aus Verbundstoffen, die noch dazu verschmutzt sind. Eine Verwertung als Werkstoff ist dabei meist nicht möglich. Dennoch gibt es verschiedene Möglichkeiten, Kunststoffe zu recyceln und damit die Umwelt zu entlasten.

Verschiedene Kunststoffe und deren Eigenschaften

Kunststoffe sind sehr vielfältig einsetzbar. Das liegt daran, dass es Kunststoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften gibt. Grundsätzlich versteht man unter dem Begriff “Plastik” synthetisch hergestellte Polymere. Hauptbestandteil dieser Stoffverbindungen sind Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Hinzu kommen weitere Nichtmetalle und Silizium. Unter Zugabe verschiedener weiterer Stoffe entsteht ein Werkstoff, der spezifische Eigenschaften erfüllt. Diese Eigenschaften ergeben sich daraus, dass die verschiedenen Inhaltsstoffe eine Molekülstruktur formen. Dieses ist je nach Kunststoff dichter oder durchlässiger, vernetzt, flexible oder starr.

Auf Basis der mechanischen und thermischen Eigenschaften unterteilt man Kunststoff in vier Gruppen:

  • Thermoplaste: Bestehen als linearen oder verzweigten Kettenmolekülen. Sie sind bedingt zugfest und werden bei niedrigen Temperaturen spröde. Thermoplaste schmelzen bei Temperaturen zwischen 130 und 260 °C. Zu den wichtigsten Thermoplasten zählen Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid (PVC).
  • Elastomere: Hier befinden sich die Moleküle in einem weitmaschigen Netz angeordnet. Dadurch entstehen elastische Eigenschaften, weshalb diese Stoffgruppe ihren Namen erhalten hat. Elastomere schmelzen nicht und weisen eine geringe Zugfestigkeit auf. 
  • Duroplaste: Diese Stoffe weisen eine engmaschige Molekülstruktur auf. Sie schmelzen nicht, können nicht aufgelöst werden und weisen hohe Steifigkeit und Zugfestigkeit auf. Wichtige Duroplaste sind Pheno-Formaldehyd und ungesättigte Polyesterharze (UP).
  • Thermoplastische Elastomere: Mischung aus verschiedenen Polymeren, welche die Eigenschaften beider Welten vereinen. 

Füllstoffe in Kunststoffen

Wie bereits erwähnt, werden viele Kunststoffe für bestimmte Zwecke angefertigt. Damit sie die dafür notwendigen Eigenschaften erfüllen, werden eine Vielzahl von Zusatzstoffen verwendet. Die Zusatzstoffe verändern die Eigenschaften bezüglich der Verarbeitung und stellen sicher, dass die für die jeweilige Anwendung notwendigen Kriterien erfüllt sind.

Wichtige Zusatzstoffe sind:

  • Gleitmittel, Antiblockmittel, Trennmittel
  • Stabilisatoren
  • Antistatika
  • Flammschutzmittel
  • Farbmittel
  • Weichmacher
  • Füllstoffe
  • Treibmittel

Die eingesetzten Zusatzstoffe haben Auswirkungen auf die Recyclingfähigkeit der einzelnen Kunststoffe. 

Verfahren beim Kunststoffrecycling

Aufgrund der Vielzahl von unterschiedlichen Kunststoffen kommt sortenreinem Plastikabfall eine große Bedeutung zu. Deswegen existieren zahlreiche Verfahren, die zum Ziel haben, die Stoffgemische in ihre Bestandteile aufzubrechen. Es kommen - je nach Art des Kunststoffs - mechanische, elektrostatische und chemische Sortierverfahren zum Einsatz.

Bei Plastikmüll, wie er üblicherweise in der gelben Tonne gesammelt wird, sind etwa ein Drittel direkt werkstofflich wiederverwendbar. Das umfasst PET-Flaschen, Becher, Folien und EPS (umgangssprachlich oft Styropor genannt). Zwei Drittel können teilweise als Sekundärrohstoff eingesetzt werden. Häufiger findet jedoch eine thermische Verwertung statt. Das bedeutet, dass die Kunststoffe zur Energiegewinnung verbrannt werden. [2] Mit Brennwerten, die sich mit Naturstoffen wie Kohle und Holz vergleichen lassen, können Kunststoffe sinnvoll verwertet werden [3].

Werkstoffliche Verwertung

Damit das Kunststoffrecycling wirtschaftlich attraktiv ist, müssen große Mengen verarbeitet werden können. Das ultimative Ziel ist dabei, aus den Abfällen neue Produkte herstellen zu können. Die wichtigsten Verfahren bei dieser Wiederaufbereitung von Kunststoffen sind:

  • Extrusion: Der zerkleinerte Kunststoff wird durch einen Extruder geführt. Dabei findet eine Erhitzung statt, sodass kleine Gasbläschen entfernt werden. Am Ende der Extrusion steht ein Granulat, das weiterverarbeitet werden kann.
  • Spritzgießverfahren: Die recycelten Kunststoffe können unter Druck in Formen gepresst werden. Dieses Verfahren findet sowohl bei einfachen Formteilen Anwendung, als auch bei Präzisionsteilen, die eine hohe Genauigkeit verlangen.
  • Intrusion: Bildet eine Kombination aus Extrusion und Spritzgießverfahren. Es können verschmutzte Ausgangsstoffe eingesetzt werden. 
  • Sinterpressverfahren: Die Kunststoffe werden in verschließbare Formen eingefüllt. Diese durchlaufen dann verschiedene Stationen in einem Schachtofen. Auf diese Weise entstehen großflächige Platten. Bei diesem Verfahren können ebenfalls größere Mengen verunreinigter Ausgangsstoffe zum Einsatz kommen.

Rohstoffliche Verwertung

Es ist teilweise möglich, Kunststoff so zu behandeln, dass es für andere Zwecke eingesetzt werden kann. Viele der Verfahren für die rohstoffliche Verwertung erzeugen Treibstoffe. Es existieren verschiedene Forschungsprojekte, die zum Ziel haben, die Effizienz dieser Verfahren zu verbessern. Derzeit scheint es möglich, für die Kraftstoffgewinnung bis zu 20 % Kunststoffabfälle zu verwenden.

Schwierigkeiten beim Kunststoffrecycling

Nicht alle Kunststoffe lassen sich stofflich wiederverwerten. Am einfachsten lässt sich ein werkstoffliches Recycling bei Thermoplasten realisieren. Verschiedene Faktoren erschweren jedoch diesen Weg.

Zum einen haben viele Kunststoffe die Eigenschaft, dass ihre mechanischen Eigenschaften sich über die Zeit verschlechtern. Durch den Einfluss von UV-Strahlung oder der Oxidation der Polymerketten verformen sich die Bauteile, verlieren ihre Stabilität oder verfärben sich. Kunststoff lässt sich daher nicht uneingeschränkt und nicht unendlich oft wieder werkstofflich verarbeiten.

Eine weitere Einschränkung besteht dadurch, dass unterschiedliche Kunststoffe nicht vermischt verarbeitet werden können. Die eingeschränkte Verträglichkeit kann teilweise durch Zusatzstoffe abgefangen werden.

Darüber hinaus bereiten die eingeschränkten Möglichkeiten zur Reinigung Schwierigkeiten. Insbesondere Farb- und Zusatzstoffe sind kaum aus den Kunststoffen zu entfernen.

Was Sie beitragen können

Wie Sie gelernt haben, ist das Recycling von Kunststoffen ein kompliziertes Unterfangen und hängt von vielen Faktoren ab. Damit das Ziel, so viele Kunststoffabfälle wie möglich werkstofflich zu recyceln, erreicht werden kann, sind alle gefragt. Entsorgen Sie Ihre Kunststoffabfälle in der gelben Tonne, damit die Abfälle in den spezialisierten Anlagen optimal behandelt werden können. Nutzen Sie die Möglichkeiten, Ihren Abfall soweit wie möglich zu trennen. Auf diese Weise ermöglichen Sie das optimale Recycling. 

Weitere Fragen zum Kunststoffrecycling

Haben Sie noch Informationsbedarf zum Thema? Wir helfen Ihnen gern weiter! Sie erreichen unser Serviceteam auf folgenden Wegen:

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  • per Fax: (030) 60 97 20 10

Quellen:

[1] Martens, Hans; Goldmann, Daniel: Recyclingtechnik. Fachbuch für Lehre und Praxis. 2. Auflage. Wiesbaden, 2016. 271 f.

[2] Martens; Goldmann: S. 293.

[3] https://shop.vds.de/de/download/c831522c019413930405983c8195f79a/

Bildnachweise:

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