Entfernung gefährlicher Chemikalien könnte zu mehr Kunststoffrecycling führen
Polyvinylchlorid (PVC) ist ein häufig produziertes synthetisches Kunststoffpolymer, das von Kleidung bis hin zu Baustoffen verwendet wird. „Ein entscheidender Vorteil von PVC ist, dass es langlebig, wasser- und lösungsmittelbeständig ist“, erklärt Laurens Delva, Projektkoordinator von REMADYL, der bei Centexbel in Belgien arbeitet. „Dadurch ist es für anspruchsvolle Anwendungen geeignet.“ Obwohl die Bemühungen um die Verwertung solcher Werkstoffe zugenommen haben, besteht ein großes Hindernis darin, dass PVC-Werkstoffe manchmal in der Vergangenheit verwendete Zusatzstoffe enthalten. „Als diese Stoffe verwendet wurden, oft vor mehreren Jahrzehnten, galten sie nicht als gefährlich“, sagt Delva. „Sie werden jedoch inzwischen als problematisch angesehen. So wurden beispielsweise Phthalate zugesetzt, um PVC flexibel zu gestalten, und einige dieser Stoffe wurden als gesundheitlich bedenklich eingestuft.“ Zudem wurden dem harten PVC manchmal Bleiverbindungen als Stabilisatoren zugesetzt. Obwohl diese Stoffe in PVC-Anwendungen seit 2015 schrittweise ersetzt und vollständig aus dem Verkehr gezogen werden, können einige langlebige PVC-Anwendungen noch immer Blei enthalten.
Innovationen bei der chemischen Extraktion
Das Projekt REMADYL wurde mit einer Reihe von Zielen ins Leben gerufen. Eines davon war die Suche nach Möglichkeiten zur Extraktion von Phthalaten und Blei aus altem PVC, um die Recyclingraten zu erhöhen. „Wir verfolgten drei Ansätze“, kommentiert Delva. „Zunächst haben wir in der Schmelzphase des Altkunststoffs eine Reinigungschemikalien hinzugefügt. Das funktioniert, indem man das Blei einfängt, der dann herausgefiltert werden kann.“ Das Projektteam verwendete zudem überkritisches Kohlendioxid zur Entfernung von Phthalaten. Dieses Verfahren wird bereits in der Pharma- und Lebensmittelindustrie eingesetzt, um Gerüche zu bekämpfen oder Koffein zu extrahieren. Schließlich prüfte das Team den Einsatz einer lösungsmittelbasierten Technologie, die den Kunststoff aufquellen lässt und die Entfernung von Blei begünstigt.
Sortierung, Erkennung, Recycling
„Neben der Extraktion haben wir auch neue Sortier- und Nachweisverfahren geprüft“, so Delva. „Nicht jedes PVC-Produkt enthält gefährliche Chemikalien. Wir wollten daher prüfen, ob es möglich ist, in Recyclinganlagen Detektions- und Sortierverfahren einzuführen.“ Der im Projekt REMADYL entwickelte Prototyp nutzt die Spektroskopie, um den Bleigehalt eines Produkts zu messen. Es wurden zudem theoretische Studien durchgeführt, um die Umsetzbarkeit der Technologie in einer echten Recyclinganlage zu bewerten. Außerdem untersuchte das Team, was mit dem entfernten Blei und den Phthalaten unternommen werden kann. Das Team wandte eine bereits bestehende Technologie an, mit der die Phthalat-Moleküle in sichere Moleküle umgewandelt werden und die Chemikalien somit wiederverwendet werden können. Die Reinigungschemikalien wurden eingesetzt, um das Blei in PVC in Bleisalze umzuwandeln, die aus der Polymermatrix entfernt werden konnten. Ein Projektpartner, der eine Bleiraffinerie betreibt, konnte diese Bleisalze in reines Blei umwandeln, das in Produkten wie Batterien neu eingesetzt werden konnte.
Neue Möglichkeiten im Kunststoffrecycling
Ein entscheidender Projekterfolg war der Nachweis der Durchführbarkeit der erprobten Methoden. Die Fähigkeit, Phthalate und Blei aus PVC-Abfällen zu entfernen, eröffnet enorme Möglichkeiten, nicht nur mehr PVC-Werkstoffe zu verwerten, sondern auch den entfernten Chemikalien ein zweites Leben zu schenken. „Dies alles wurde auf Forschungsebene durchgeführt“, sagt Delva. „Wir haben außerdem wirtschaftliche Analysen durchgeführt, um zu sehen, wie diese Methoden auf die industrielle Ebene übertragen werden können. Diese Arbeit ist noch in der Diskussion.“ In Zusammenarbeit mit einem anderen EU-finanzierten Projekt namens CREAToR hat das REMADYL-Projektteam vor kurzem ein Kurzdossier veröffentlicht. Darin werden einige der größten Hindernisse für die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe aufgezeigt und Empfehlungen formuliert.
Schlüsselbegriffe
REMADYL, Kunststoff, Recycling, PVC, Polymer, Phthalate
