Wie Kunststoffe recycelt werden können

Experimente:
Versuch: Umschmelzen von Kunststoffen
Versuch: Depolymerisation von Polymethacrylsäuremethylester (PMMA)
Versuch: Lösen und Wiederaufschäumen von Polystyrol
Versuch: Verschwelung einer Kunststoffmischung
Versuch: Hydrolyse von Polyethylenterephthalat aus Getränkeflaschen
Versuch: Hydrolyse eines Polycarbonats
Versuch: Reduktion von Metalloxiden mit Kunststoffabfällen
Versuch: Kaltzerkleinerung von Gummi
Versuch: Anfertigen von Gummimatten aus Altgummi


Man unterscheidet zwischen drei Recyclingformen:
Unter werkstofflichem (oder physikalischem) Recycling versteht man das Nutzen von Altkunststoffen unter weitgehender Wahrung der stofflichen Eigenschaften.

Nur das rohstoffliche Recycling ist das, was wir unter chemischem Recycling im engsten Sinne verstehen. Man gewinnt durch Zerlegen der Makromoleküle in kleinere Moleküle neue Wertstoffe, die zur chemischen Synthese dienen können.

Energetisches (oder thermisches) Recycling ist Verbrennen zur Gewinnung von Prozesswärme.
Diese Unterschiede kann man besonders gut beim Gummi verdeutlichen, wo es für jede Recyclingform gute und allgemein bekannte Beispiele gibt.


Werkstoffliches Recycling
Hierzu gehört das Umschmelzen oder Umsintern von Kunststoffen, das natürlich nur mit Thermoplasten funktioniert (-> Versuch).

Einige Kunststoffe lassen sich gut lösen und damit im Volumen bedeutend reduzieren. Aus dieser Lösung heraus kann der Schaumstoff durch Einblasen von Inertgasen wie Kohlenstoffdioxid oder durch einfaches Erwärmen wieder gewonnen werden (-> Versuch).

Gummi wird mit flüssigem Stickstoff tiefgekühlt und dabei spröde wie Glas, dann kann es fein zermahlen werden (-> Versuch und -> Versuch).

Ein besonderes Problem stellt das Recycling von PVC dar. Wie auch das Gummi lässt es sich nicht einfach rohstofflich recyceln, da es sich beim Erhitzen zersetzt. Man kann aus PVC aber feinstes Granulat herstellen, das dann bei der Neupolymerisation zugesetzt wird.


Rohstoffliches Recycling
Bei der Verschwelung oder Pyrolyse erhitzt man Stoffe unter Luftausschluss. Dabei zerfallen Makromoleküle in kleinere Verbindungen, die abdestillieren (-> Versuch). Diese Stoffe sind meistens ungesättigt. Man kann diese Eigenschaft nutzen, um daraus wieder Kunststoffe herzustellen. Man kann die Schadstoffe aber auch hydrieren und sie als Treibstoffe nutzen.

Manche Kunststoffe zerfallen bereits bei leichtem Erwärmen mehr oder weniger quantitativ in ihre Monomere. Ein Beispiel ist der als Rücklichtabdeckung viel genutzte Kunststoff Polymethacrylsäuremethylester (PMMA) (-> Versuch).

Zur schonenden Rückgewinnung der Momomeren werden die Kunststoffe unter gezieltem Einsatz von Chemikalien in ihre Monomere oder deren Derivate zerlegt.
Polyester wie das Polyethylenterephthalats (PET) können basisch verseift (hydrolysiert) werden (-> Versuch).
Von großer Bedeutung als Hochleistungskunststoffe sind die Polycarbonate (PC). Sie lassen sich zur Rückgewinnung der wertvollen Phenolkomponente ebenfalls basisch verseifen (-> Versuch).

Das rohstoffliche Recycling umfasst auch chemische Arbeit. Stahlwerke nutzen die Altkunststoffe als Reduktionsmittel für Eisenoxid (-> Versuch).


Diese Verfahrensunterschiede kann man besonders gut beim Gummi studieren.


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Letzte Überarbeitung: 08. Februar 2012, Dagmar Wiechoczek