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Montag, 26.09.2016
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Plastik-Recycling mit chemischem Fingerabdruck

Neue Methode trennt Kunststoffe sortenrein und effizient für die Wiederverwertung

Fortschritt bei der Mülltrennung: Unterschiedliche Kunststoffe lassen sich mit einem von deutschen Forschern entwickelten Verfahren automatisch sortieren und dadurch viel besser wiederverwerten. Möglich ist dies durch einen chemischen Fingerabdruck im Fluoreszenz-Verhalten der Plastiksorten, erläutern die Wissenschaftler im Fachmagazin "Green and Sustainable Chemistry". Durch effizienteres Plastik-Recycling könnte die neue Technik einen großen Beitrag zum Umweltschutz liefern.
Plastikmüll: Schwer zu sortieren, schwer zu recyclen

Plastikmüll: Schwer zu sortieren, schwer zu recyclen

Kunststoffe sind ein wunderbar vielseitiges Material – von der flexiblen Plastikfolie bis zur unkaputtbaren Plastikflasche lassen sie sich in nahezu allen gewünschten Eigenschaften herstellen. Allerdings gibt es ein großes Problem: In der Natur wird Plastik kaum abgebaut, sondern lediglich zu winzigen Partikeln zermahlen. Dieses Mikroplastik findet man mittlerweile fast überall auf der Welt. Kunststoffe sind aber aus der heutigen Welt kaum wegzudenken – konsequentes Recycling wäre daher geradezu eine Pflicht.

Hochwertige Kunststoffe auch beim Recycling?


Dabei tut sich allerdings das nächste Problem auf: Die vielfältigen Kunststoffe vertragen sich beim Recycling nicht miteinander. Mischt und schmilzt man verschiedene Sorten zusammen, erhält man lediglich eine körnige Masse ohne irgendeine der besonderen Eigenschaften. Das gesamte Plastik im Müll sortenrein zu trennen, um die Eigenschaften zu erhalten, ist aber eine mühevolle Aufgabe – bislang leider oftmals noch zu mühevoll und unwirtschaftlich. Hochwertige Kunststoffe werden aus diesem Grund bislang ausschließlich bei der Herstellung – und nicht beim Recycling – gewonnen.

Eine neue Methode könnte dies ändern: Chemiker unter der Leitung von Heinz Langhals von der Ludwig-Maximilians-Universität München haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Plastik effizienter maschinell sortiert und dadurch besser wiederverwertet werden kann. Dabei nutzen sie eine Eigenschaft, die alle Plastikteilchen gemeinsam haben: Blitzt man sie kurz an, so fluoreszieren sie für einen Moment. "Kunststoffe leuchten nach einem Lichtimpuls in einem genau bestimmbaren Zeitverlauf", erklärt Langhals. "Ihre Fluoreszenz-Abklingzeiten sind sehr charakteristisch, wie ein Fingerabdruck."


Sensoren messen, wie lange und mit welcher Intensität das Material nach dem Lichtimpuls leuchtet. Unterschiedliche Materialien können so anhand ihrer spezifischen Fluoreszenzabklingzeiten identifiziert werden. "Bei diesem Verfahren können Messfehler fast ausgeschlossen werden, da immer dieselbe Zeitkonstante erfasst wird, wie zum Beispiel auch beim radioaktiven Zerfall", erläutert Langhals.

Weggeworfene Plastikflaschen könnten effizient wiederverwertet werden.

Weggeworfene Plastikflaschen könnten effizient wiederverwertet werden.

Funktionsjacke aus PET-Flaschen


Sind sie erst einmal sortiert, können Kunststoffe sogar effizienter aufbereitet werden als die meisten Metalle: Werden diese beim Recycling eingeschmolzen und umgeformt, sinkt oft die Qualität. Polymere wie Kunststoffe werden dagegen ohnehin zum überwiegenden Teil durch Aufschmelzen und Formen verarbeitet. "Polymere bilden eine interessante Basis für einen technologischen Stoffkreislauf", sagt Langhals. "Die wichtigste Voraussetzung dafür ist ein sortenreines Material. Dann lassen sich zum Beispiel PET-Trinkflaschen relativ einfach sogar zu einer Funktionsjacke recyceln."

Damit stünde dem effizienten Kunststoff-Recycling nichts mehr im Wege: "Die Lösung des Müllproblems ist nur auf chemischem Weg möglich", so Langhals. "Unser Verfahren kann in erheblichen Maß zum Umweltschutz beitragen, da es ein automatisches Sortieren ermöglicht." Im Extremfall könnte eine einzelne Sortieranlage über die Messung der Fluoreszenzabklingzeiten bis zu 1,5 Tonnen Plastik pro Stunde identifizieren und sortieren. Mit diesen Mengen erfülle das Verfahren bereits die Erfordernisse der Großindustrie.
(Green and Sustainable Chemistry, 2014; doi: 10.4236/gsc.2014.43019)
(Ludwig-Maximilians-Universität München, 21.08.2014 - AKR)
 
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