Page 351 - Mehr Leistung fürs Labor.

Tatsache, dass diese Thermoplaste üblicherweise ohne die Verwendung von Füllstoffen in den Markt kommen, macht das Recycling besonders einfach.
Chemisches Recycling
Chemisches Recycling, im Falle der vollfluorierten Fluorkunststoffe auch als Upcycling-Verfahren bezeichnet, ist eine neue Technologie (Bild 2). Sie wurde im industriellen Maßstab seit 2015 in einer expe- rimentellen Industrieanlage mit einer Kapazität von tausend Tonnen pro Jahr entwickelt. Inzwischen steht sie für die Markteinführung bereit. Rezykliert werden können die vollfluorierten Polymere, PTFE, modifiziertes PTFE, PFA und FEP, sowie einige PTFE-Compounds. Die Rückgewinnungsrate an Monomeren beträgt rund 85 Prozent.
Polymer
Wenn nun anstelle dieser endlichen Ressourcen aber Fluorpolymere, die das Ende ihrer Anwendung erreicht haben, oder Zerspanungsabfälle eingesetzt werden, dann sind die hierdurch erzielbaren Rohstoff- und Abfalleinsparungen enorm. In Bild 3 ist die Umweltentlastung pro
1.000 Tonnen durch Upcycling in den Kreislauf zurückgeführtes, voll- fluoriertes Polymer dargestellt. Die Mengen an „Abfallsäure“ oder eingespartes Kohlendioxid (CO2) betragen dabei rund das zehnfache des Gewichtes der recycelten Fluorpolymere. Der CO2-Fußabdruck („Carbon Footprint“) der Fluorpolymere verringert sich also über das Upcycling- Verfahren signifikant zu besseren Werten.
Gypsum
Bild 3: Die Umweltentlastung pro 1.000 Tonnen upcyceltes Monomer TFE ist enorm. Unerwünschte Nebenprodukte des regulären Monomer-Herstellungsprozesses, wie CO2 und Salzsäure, werden dabei sogar komplett vermieden.
Wiederverwendung von PE und PP
Zwei wichtige Vertreter der „Standardkunststoffe“ sind Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Aufgrund der vergleichsweise niedrigen Roh- stoffpreise von Neuware kommen hier nur kostengünstige Recycling- verfahren zum Einsatz; chemisches Recycling ist wegen der vergleichs- weise hohen Kosten nicht möglich.
Im Wesentlichen handelt es sich bei PE und PP in der Laborbedarf- produktion um Späne oder Reststücke. Diese werden gesammelt, zer- kleinert, gereinigt und dann über Thermoplast-Verarbeitungsmethoden wieder in Neuprodukte überführt. Das bevorzugte Recyclingverfahren für PE ist die Folienproduktion. Recyceltes PP wird mittels Spritzguss hauptsächlich für technische Produkte wiederverwendet, zum Beispiel für Stoßstangen oder Lampengehäuse für Kraftfahrzeuge. In diesen Anwendungen können die Stoffkreisläufe auch mehrfach durchlaufen werden. Etwa 14 Prozent der gegenwärtig in Deutschland verwendeten Kunststoffe stammen aus solchen Recyclingverfahren.
Kunststoffgemische, die zum Beispiel über den „gelben Sack“ gesam- melt werden, liefern in automatisierten Verfahren eine „PE-reiche- Fraktion“ und eine „PP-reiche-Fraktion“. Auch diese sind dann für die Weiterverarbeitung durch Extrusion beziehungsweise Spritzguss geeignet. Nicht-trennbarer, kommunaler Kunststoff-Restmüll landet im sogenannten „energetischen Recycling“ als Ersatzbrennstoff in Kohlekraftwerken und ersetzt so Braun- oder Steinkohle.
TECHNISCHE INFORMATIONEN
Monomer
Bild 2: Beim Upcycling-Prozess werden die Produkte nach Erreichen ihres Lebensendes nicht verbrannt, sondern wieder in den Kreislauf zurückgeführt. Die so erneut hergestellten Polymere zeigen keinerlei Qualitätseinbußen.
Auch für den Upcycling-Prozess werden die Produkte nach Erreichen ihres Lebensendes gesammelt, gereinigt und dann mechanisch zerkleinert. Anschließend erfolgt die thermische Rückspaltung in die Monomere bei über 600 °C. Reaktionsprodukte sind in erster Linie Tetrafluorethylen (TFE), versetzt mit wenig Hexafluorpropen (HFP). Nach Reinigung des Rohgasgemisches durch Destillation und spezielle Waschprozesse erhält man hochreine Monomere zurück. Diese sind für die Polymerisation neuer Fluorpolymere wiederverwendbar.
Mit diesem Verfahren hergestellte Polymere zeigen keine Qualitäts- minderung verglichen mit den Originalpolymeren. Das Upcycling verwandelt also „alte“ in „neue“ Werkstoffe. Die Qualität wird dabei wieder auf das Anfangsniveau angehoben. Befürchtungen, dass Upcyclingprodukte in ihren Eigenschaften schlechter einzustufen sind als Neuprodukte, treffen nicht zu.
Rohstoff-Einsparungen durch Upcycling
Die Rohstoffe für Fluorpolymere sind Flussspat, Rohöl/Erdgas, Methan, und Kochsalz (NaCl). Daraus entsteht in einem mehrstufigen Prozess zunächst das Fluor-Kohlenwasserstoff-Zwischenprodukt R22 und schließlich Tetrafluorethylen (TFE). Aus diesem Rohstoff sind alle Fluorpolymere aufgebaut. Neben einem hohen Energiebedarf entstehen dabei auch Abfallprodukte, insbesondere Salzsäure (HCl). Diese müssen in aufwendigen Prozessen wieder aufbereitet bzw. recycelt werden. Zudem liegen alle genannten Rohstoffe nur in begrenzten Mengen vor. Sind diese Ressourcen verbraucht, werden Ersatzprodukte Mangelware sein.
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