Technologie Referat
 
 

Themenschwerpunkt:
 

Recycling von Kunststoffen unter dem besonderen Aspekt des Recyclings von PVC, PUR und PE.



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  1. Einleitung; was ist Kunststoff, wie sind seine Eigenschaften, wie wird er verarbeitet, welche Kunststoffe werden wiederverwertet?
  2. Möglichkeiten der Wiederverwertung von PVC, PUR und PE.

 
 
 
 
 
 
 
Eigenschaften und Verwendung von PVC, PUR und PE. *
    Polyvinylchlorid (PVC) *
    Polyurethan (PUR) *
    Polyethylen (PE) *
Verarbeitung von Kunststoffen *
    Formen von Kunststoffen *
Herstellungstechniken *
Extrudieren: *
Extrusions-Blasformen: *
Etrusions-Streckblasen: *
Spritzgießen: *
Spritzblasen: *
Kalandrieren: *
Schäumen: *
Pressen: *
Gießen: *
Warmformen: *
Handlaminieren: *
Mechanische Bearbeitung *
    1.Trennen *
Sägen: *
Schneiden: *
Stanzen: *
Zerkleinern: *
    2. Spanen *
Hobeln: *
Fräsen: *
Bohren: *
    3. Oberflächenbearbeitung *
Schleifen: *
Polieren: *
Verbindende Verfahren *
Kleben: *
Schweißen: *
Heizelementschweißen: *
Warmgasschweißen: *
Reibschweißen: *
Hochfrequenzschweißen: *
Ultraschallschweißen: *
Schrauben: *
Ressourcenschonung bei Herstellung und durch Wiederverwertung *
Verwertungsschienen von Kunststoffen *
    Einleitung *
Das Stoffliche Recycling *
Die Verfahrensschritte beim Material- Recycling (Stoffliches ´´): *
Hier nun einige Beispiele von vorbildlichem Werkstoffrecycling: *
Die Wiederverwertung von PVC- Festern *
Das Recyceln von CDs *
Pullover aus PVC-Flaschen *
Schematische Darstellung des werkstofflichen Recyclings *
Die Thermische Verwertung *
Das chemische Recycling *
Schematische Darstellung des Pyrolyseverfahrens *
Schematische Darstellung des Reduktionsverfahrens *
Fazit... *

 
 
 

Kunststoffe sind heute aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Sie sind in allen Bereichen unseres täglichen Lebens wiederzufinden, z.B. im Haushalt, in der Landwirtschaft, in der Industrie und auch in der Freizeit.

Die statistische Erfassung von Kunststoffprodukten begann ca. 1950. Die weltweite Kunststoffproduktion von Thermoplasten, Duroplasten, Polyurethanen und Lackharzen lag damals bei weniger als 2,5 Mio. Ab 1960 stieg die Kunststoffproduktion weltweit rapide an, bis 1975 die erste Ölkrise einen Einbruch hervorrief und die Produktion von 45 Mio. Mg auf 40 Mio. Mg zurück ging. Nach der Ölkrise stieg die Kunststoffproduktion dann um so steiler an, bis Anfang der achtziger Jahre, bei ca. 60 Mio. Mg, eine Stagnation zu erkennen war. Heute ist die Kunststoffproduktion bei ca. 107 Mio. Mg angekommen und zeigt eine Verlangsamung des Anstieges.


Quelle: http://www.fh-wolfenbuettel.de/fb/p/RE/arbeiten/ksr1.htm1




Kunststoffe sind organisch-chemische makromolekulare Werkstoffe; hergestellt durch chemische Veränderung von Naturstoffen wie Cellulose, Casein oder aus einfachen Rohstoffen, die künstlich durch Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition verändert werden. Kunststoffe treten in verschiedenen Gestalten auf: als Flüssigkeiten, feste Formteile, klebrige Massen, Folien, Fasern u.a. Feste Kunststoffe werden auch als Plastik, Plaste oder Kunstharze bezeichnet. Fast alle Kunststoffe lassen sich sehr leicht formen. Thermoplastische Kunststoffe (Thermoplaste) können beliebig oft durch Temperaturerhöhung erweicht und durch Abkühlung wieder verfestigt werden. Duroplastische Kunststoffe (Duroplaste) sind nur anfangs bei höherer Temperatur plastisch, härten dann aus und behalten ihre Härte danach auch in der Wärme. Kunststoffe eignen sich ganz besonders für die Massenfabrikation. Die meisten Kunststoffe sind beständig gegen Oxidation, Fäulnis, Witterungseinflüsse und viele Chemikalien. Die Chemische Unangreifbarkeit mancher Sorten (Teflon) wird nur von Edelmetallen übertroffen. Ein Nachteil der Kunststoffe ist gegenüber den anorganischen Werkstoffen geringe Wärmebeständigkeit, die häufig kaum bis 100 °C geht. Einige Kunststoffe sind brennbar. Quelle: Bertelsmann Universallexixon 1997
 
 

Eigenschaften und Verwendung von PVC, PUR und PE.

Die Mechanischen Eigenschaften von Polyvinylchlorid (hart), kurz PVC, sind: fest, steif und hart. Die Thermische Belastbarkeit liegt zwischen 60°C und 90°C. Die Hauptverwendungsgebiete von PVC sind: Fensterrahmen, Fassadenverkleidungen, Regenrinnen, Folien, Rohrleitungs- und Apparatebau.
 

Die Mechanischen Eigenschaften von Polyvinylchlorid (weich), kurz PVC, sind: flexibel, weich und gute Abriebfestigkeit. Die Thermische Belastbarkeit liegt zwischen 60°C und 90°C. Die Hauptverwendungsgebiete von PVC (weich sind: Fußbodenbeläge, Folien, Kunstkleber, Kabelisolierungen, Schuhsolen u.a.
 

Die Mechanischen Eigenschaften von Polyurethan, kurz PUR, sind: zäh und hart im harten Zustand, weich und elastisch im weichem Zustand. die Thermische Belastbarkeit ist im harten Zustand bis 120°C; im weichem Zustand bis 90°C. Die Hauptverwendungsgebiete von PUR sind: faserbildende Stoffe für hochelastische Artikel (z.B. Gummibänder); Spezialklebstoffe; wärmefeste Lacke; Schaumstoffe; Preßmassen; gummi-elastische Waren (= PUR- Kautschuk).
 

Die Mechanischen Eigenschaften von Polyethylen, kurz PE, sind: weich bis steif, zäh, niedrige Festigkeit. Die Thermische Belastbarkeit liegt zwischen 85&deg;C und 100&deg;C. Die Hauptverwendungsgebiete von PE sind: 1. PE mit geringem Verzweigungsgraf (Dichte 0,94) Herstellung von Hohlkörpern, Folien, Röhren, Profilen und Haushaltswaren. 2. PE mit großem Verzweigungsgrat (Dichte < 0,930) Herstellung von Folien, Kabelisolierungen.
 

Polyvinylchlorid (PVC)

Polyvinylchlorid, neue Bezeichnung: Polychlorethen (Dichte etwa 1,35 kg/dm&sup3;), wird aus den Rohstoffen Wasser, Kohle, Kalk und Salzsäure gewonnen. Das aus diesen Soffen hergestellte Vinylchlorid wird zu Polyvinylchlorid polymerisiert. der Kunststoff fällt als hornartige, farblose und durchsichtige Masse an und kann beliebig gefärbt werden. Durch Zugabe von Weichmachen kann der Kunststoff bei der Herstellung beliebig weich gemacht werden. Je nach Weichmacheranteil, der bis zu 50% betragen kann, unterscheidet man Hart-PVC und Weich-PVC.

Hart-PVC ist bis zu einer Temperatur von etwa +80&deg;C Hart, wird bei weiterer Erwärmung elastisch und etwa bei +165&deg;C plastisch weich. Hart-PVC ist bei normaler Temperatur gegen alle gebräuchlichen Säuren, Laugen und Salze sowie gegen Alkohol, Benzin und gegen Öle beständig. Einige Lösungsmittel, besonders Benzol und Azeton, wirken quellend.

Hart-PVC läßt sich sägen, feilen, fräsen und schleifen sowie kleben und schweißen. in erwärmten Zustand kann man es gut verformen, z.B. biegen und abkanten.

Dieser Kunststoff ist wegen seiner hohen Witterungs- und Altersbeständigkeit der wichtigste im Baugewerbe. Ereignet sich vor allen für Rohre und Behälter, die säurefest sein müssen. Als Folien wird Hart-PVC zur Beschichtung von Holzwerkstoffen verwendet.

Weich-PVC bleibt je nach Weichmachergehalt bis -20&deg;C gummielastisch, hält jedoch nur einer Dauertemperatur bis zu -40&deg;C stand. Es ist nicht so chemikalienfest wie Hart-PVC und läst sich von fast allen Lösungsmitteln anlösen. Folien aus Weich-PVC sind sehr abriebfest, verspröden jedoch durch das allmähliche Entweichen der Weichmacher und reißt dann leicht aus. der Kunststoff läßt sich gut schneiden, schweißen und kleben. Er wird in Form von Folien zur Oberflächenbeschichtung, als Profile zu Kantenanleimer, Treppenkanten, Handläufen und Sockelleisten verwendet. Mit einer Kork- oder Filzunterlage eignet er sich als Bodenbelag.
 

Polyurethan (PUR)

Unter dem Namen Polyurethane (Dichte etwa 1,26 kg/dm&sup3;) werden mehrere Arten von Kunststoffen zusammengefaßt, die je nach ihrem Molekülaufbau Duroplaste und Elastomere sein können.

Rohstoffe für die Polyurethane sind Kohle, Luft und Kalk. Werden die daraus hergestellten flüssigen Vorprodukte Desmophene und Desmodure miteinander gemischt, verbinden sie sich durch Polyaddition zu den Polyurethanen.

Polyurethane mit räumlich vernetzten Molekülaufbau haben duroplastische Eigenschaften. Je nach der Größe ihrer Netzmaschen sind sie hart bis gummielastisch weich. Die Beständigkeit gegen Lösungsmittel, Säuren, Laugen und Salze ist ausreichend.

Hart eingestellte Sorten dieser Kunststoffe verwendet man als Lacke (DD-Lacke) und als Kleber (Zweikomponentenkleber). Die Kleber eignen sich zum Kleben aller Stoffe, besonders auch von Metallen. Elastisch eingestellte Polyurethane werden als Dichtungsmassen zum Abdichten von Dehnungsfugen eingesetzt.

Am bekanntesten sind die Polyurethanschäume. Diese können, hart oder weich eingestellt, in verschiedenen Dichten und als Ortschaum verschäumt werden.

Polyurethanschäume eignen sich sehr gut zur Wärmedämmung im Bauwesen und als Dämmstoff in der Kältetechnik. Sie werden auch in der Polsterindustrie, z.B. bei der Herstellung von Sitzschalen, verwendet.
 

Polyethylen (PE)

Als Ausgangsstoff für Polyethylen (Dichte etwa 0,9 kg/dm&sup3;) dient das aus Erdöl oder Erdgas gewonnene Ethylengas. Durch Polymerisation des Ethylens entsteht je nach Herstellungsverfahren das weichere Hochdruckpolyethylen (HDPE) oder das härtere Niederdruckpolyethylen (NDPE).

Der Kunststoff sieht in reinem Zustand milchigweiß und mattglänzend aus. Er ist durchscheinend und fühlt sich wachsartig an. Polyethylen ist bei -50&deg;C noch elastisch und schmilzt bei etwa +115&deg;C. Bei normaler Raumtemperatur ist der Kunststoff gegen alle Säuren, Laugen und Salze sowie gegen die meisten Lösungsmittel beständig.

Polyethylen ist spanend zu bearbeiten und wie alle Thermoplaste in erwärmten Zustand formbar. Man kann es schweißen. Feste Verklebungen sind jedoch nicht möglich.

Aus Hartpolyethylen werden Beschlagteile, Gleitschienen für Schiebetüren und Schubkästen sowie Behälter, wie z.B. Eimer und Kanister, hergestellt. Auch Leimgefäße sind aus diesen Kunststoff. Weichpolyethylen ist als Verpackungs- und Bautenschutzfolie weit verbreitet.

Quelle: "Fachkunde für Schreiner" Europa-Lermittel Verlag 14 Auflage 5657 Haan- Gruiten

 

Verarbeitung von Kunststoffen




Bei der Verarbeitung von Kunststoffen ist in der Regel zu unterscheiden zwischen der großindustriellen Herstellung von Halbwerkzeug oder Fertigteilen, z.B. von Platten, Rohren und Behältern, und der Verarbeitung von Halbwerkzeug in Handwerk und Industrie, z.B. dem Verschweißen von PVC-Rohren.

Während das Formen hauptsächlich durch spanlose Verfahren geschieht, wie z.B. durch Spritzgießen und Strangpressen, verarbeitet der Handwerker Kunststoffhalbwerkzeuge durch Kleben und Schweißen oder spanend z.B. durch schneiden, sägen und bohren.

Die Vielfältigen Verarbeitungsmöglichkeiten lassen sich in die Gebiete Formen, Fügen und Trennen einordnen.
 

Formen von Kunststoffen

Das Formen der Kunststofferzeugnisse erfolgt vorwiegend spanlos. Dabei wird das jeweilige Herstellungsverfahren durch die Art des Kunststoffes, die gewünschte Form und die zu fertigende Menge oder Stückzahl bestimmt.

Formteile aus thermoplastischen Kunststoffen, z.B. Eimer, Schutzhelme und Kunststoffflaschen, stellt man durch Spritzgießen, Streckformen und Blasformen her. Halbwerkzeuge, z.B. Platten, Folien, Profile und Rohre, fertigt man durch kalandrieren und durch Strangpressen.

Quelle: "Fachkunde für Schreiner" Europa-Lermittel Verlag 14. Auflage Haan- Gruiten

 
 

Herstellungstechniken

Extrudieren:

Extrudieren (extrudere, lat. = herausstoßen) ist das Herstellen eines endlosen, geformten Kunststoffstranges ausgehend vom Pulver und Granulat. Das Material wird aufgeschmolzen und durch eine Düse gedrückt, die ihm die endgültige Form verleiht. Erzeugnisse wie Rohre, Profile, Folien, Tafeln, Kabel oder Bänder werden im Extrusionsverfahren hergestellt.
 

Extrusions-Blasformen:

Dieser Prozeß wird in zwei Stufen gegliedert, das Extrudieren und das Aufblasen in einer Form. Es wird also ein Vorformling extrudiert, der dann in einem formgegebenden Werkzeug die endgültige Gestalt erhält. Hergestellt werden Flaschen, Kanister, Fässer, Luftführungskanäle. etc.
 

Etrusions-Streckblasen:

Der Unterschied zum Extrusions-Blasformen besteht darin, daß ein vorgeformter Hohlkörper in einem zweiten Verfahrensschritt in seine endgültige Form weiter verstreckt wird. Dadurch ergeben sich bessere Sperreigenschaften gegen Wasserdampf, Sauerstoff, Kohlendioxid und eine gute Aromadichte. Diese Vorteile werden insbesonders für Lebensmittelverpackungen, z.B. für Speiseöl oder Mineralwasser, genutzt.

Festigkeit: mittel
Maschinenaufwand: sehr groß
Werkzeugaufwand: groß
Arbeitsaufwand: gering


Spritzgießen:

Spritzgießen ist das wichtigste Verfahren zur Herstellung geformter Kunststoffteile. Das Granulat wird aufgeschmolzen und erstarrt in der gewünschten Form. Im Gegensatz zur Extrusion handelt es sich um ein sogenanntes diskontinuierliches Verfahren, d.h. ein Prozeß wird durchgeführt, abgeschlossen und beginnt wieder von Neuem. IM Spritzguß können komplizierte Teile von hoher Qualität meist ohne Nachbearbeitung in großen Mengen wirtschaftlich dargestellt werden.
 
 

Spritzblasen:

Das Spritzblasen umfaßt das Spritzgießen eines Vorformlings und das Übertragen dieses Vorformlings in ein zweites Werkzeug (Blaswerkzeug). Dort wird der Vorformling zum Hohlkörper geblasen und anschließend ausgeformt. Im Spritzgießwerkzeug entsteht die präzise kalibrierte Mündung (z.B. Flaschenhals mit Gewinde), im Blaswerkzeug der Hohlkörper.

Festigkeit: mittel bis gut
Maschinenaufwand: groß
Werkzeugaufwand: sehr groß
Arbeitsaufwand: sehr gering


Kalandrieren:

Unter Kalandrieren (Calander, lat. = Rollen, mangeln) versteht man das Formen thermoplastischer Massen zu einem flächigen Endloßgebilde zwischen zwei und mehreren Walzen. Dafür eignen sich alle Thermoplaste, die eine ausreichend hohe Virkusität besitzen, d.h., die bei der notwendigen Verarbeitungstemperatur nicht zu dünnflüssig sind. Die Folienherstellung ist durch das Extrudieren unproblematischer.

Festigkeit: mittel
Maschinenaufwand: groß
Werkzeugaufwand: groß
Arbeitsaufwand: mittel


Schäumen:

Beim Schäumen wird in eine Grundmasse Gas eingebracht, das die Masse auftreibt. Erstarrt die Masse dann, werden die Gasteile eingeschlossen und verringen so das Raumgewicht des Formteiles und auch einige seiner Eigenschaften (geringe Eigenspannung, gute Isoliereigenschaften). Anwendungsgebiete liegen in der Trittschalldämmung, Fahrzeugbau, Sportgeräte, Schwimmwesten, etc.

Festigkeit: mittel
Maschinenaufwand: groß
Werkzeugaufwand: groß
Arbeitsaufwand: mittel


Pressen:

Unter Pressen versteht man die Verarbeitung einer Formmasse, die in ein geöffnetes Werkzeug eingefüllt wird und unter Druck und Temperatur durch Schließen des Werkzeuges den Hohlraum ausfüllt. Dabei entsteht durch Vernetzung der Molekülketten bei höherer Temperatur ein Duroplast, durch Abkühlen der Schmelze ein Thermoplast. Die Bedeutung dieses Verfahrens liegt in der Verarbeitung von Duroplasten.

Festigkeit: gut bis sehr gut
Maschinenaufwand: groß
Werkzeugaufwand: sehr groß
Arbeitsaufwand: gering bis mittel


Gießen:

Das Gießverfahren eignet sich am besten für einfach geformte Gegenstände in kleinerer Auflage. Voraussetzung ist, daß die Kunststoffmasse bei Raumtemperatur flüssig ist und später bei höheren Temperaturen oder Raumtemperaturen erstarrt. Diese Bedingungen erfüllen unter anderem die Phenoplaste, Epoxitharze, ungesättigte Polyesterharze und Polyvenylchloridpasten. Die Formen können aus Blei, Glas, Leichtmetall, Holz oder imprägniertem Gips sein.

Festigkeit: gut bis sehr gut
Maschinenaufwand: keiner bis gering
Werkzeugaufwand: gering
Arbeitsaufwand: groß


Warmformen:

Warmformen ist das Umformen von Halbwerkzeug aus thermoplastischen Kunststoffen durch äußere Kräfte, nachdem das Halbwerkzeug durch erwärmen in den thermoplastischen Zustand überführt wird. Folgende Grundverfahren können unterschieden werden: Biegeumformen, Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen.

Festigkeit: mittel
Maschinenaufwand: mittel
Werkzeugaufwand: mittel
Arbeitsaufwand: mittel


Handlaminieren:

Offene Formen mit glatter Oberfläche werden mit Trennwachs und Trennlack bestrichen und nach dem Trocknen die sogenannte Feinschicht eingestrichen. Sie besteht aus Polyesterharz ohne Glasfaser. Sie bildet die schützende Oberfläche des Laminats. Nach Aushärten der Feinschicht wird lagenweise Glasmatte oder Glasgewebe aufgelegt und mit Harz getränkt, was mit Pinsel oder Fellroller geschieht. Die Forteile, sie können spanabhebend bearbeitet, poliert und geklebt werden.

Maschinelle Verarbeitungstechniken sind das Faserspritzen, das Injektionsverfahren, der Schleuderguß, das Rovingverfahren, SMC oder Spritzgießen.

Die Formen werden aus Gips, Holz, GFK, Silikonkautschuk oder Polyurethanmassen gefertigt.

Hergestellt werden Boote, Autokarossen, Skulpturen, Möbel, Großbehälter, Überdachungen, Schwimmbecken, etc.

Quelle: http://mak-dising.tu-graz.ac.at/G.../plastic/h_techn.htm1#Extrudieren

Mechanische Bearbeitung




Die ausschließliche Formgebung durch mechanische Bearbeitung bei Kunststoffen ist nur bei Modell- und Einzelfertigung üblich. Abgesehen von dem Trennen mit Heißdraht oder Laser entsteht ein relativ großer Wertstoffabfall.
 
 
 

1.Trennen

Sägen:

Für gerade Schnitte bei Tafeln werden Kreissägen, für Kurvenschnitte und bei Blöcken werden Bandsägen verwendet. Bei dünnen Tafeln und harten Werkstoffen ist eine kleine Zahnteilung erforderlich. Die Werkzeugwerkstoffe reichen vom Hartmetall für Duroplaste bis hin zu Hochleistungsschnellstahl bei PMMA, PVC, PS, PE, PP.

Schneiden:

Eine beliebte Trennmethode ist das Aufschmelztrennen mit einem dünnen Heizdraht. Der Heizdraht schmilzt oder verbrennt den Schaumstoff an der Berührungsstelle. Aber auch mit Hilfe eines Laserstrahls können fast alle Kunststoffe, also auch verstärkte Kunststoffe, geschnitten werden. Er kann nicht nur schwierige Zuschnitte bei bis zu 15mm dickem Kunststoffen in einem Arbeitsgang, sondern auch dünne Bohrungen und beliebige Ausschnitte erzeugen. Die Kosten eines solchen Lasers sind allerdings noch erheblich und nur bei größeren Durchsetzen wirtschaftlich.

Stanzen:

Folien und dünne Platten werden hauptsächlich durch Stanzen unter einer scharfen Schneide getrennt, wobei bei Kerbempfindlichen Kunststoffen mit erwärmten Messen gearbeitet werden kann.
 

Zerkleinern:

Ausschließlich durch den Schlageffekt geschieht die Zerkleinerung der Kunststoffe in speziellen Schlagmesser-, Prall- oder anderen Mühlen.
 

2. Spanen

Hobeln:

Von harten Kunststoffen können nur Kanten und Facettierungen bearbeitet werden. Schaumstoffe können mit normalen Hobeln und Hobelmaschinen gehobelt werden. diese Bearbeitung findet vor allem in der Modellfertigung Verwendung.
 

Fräsen:

Dieses Verfahren findet bei allen Kunststoffen, auch bei harten Schaumstoffen, Verwendung, die nicht zu weich oder spröde sind.
 

Bohren:

Zum Bohren werden im allgemeinen Spiralbohrer verwendet. Die Spitzenwinkel sind bei Thermoplasten auf 60 bis 90 Grad zu verkleinern. Besonders vorteilhaft sind Spiralbohrer mit steilem Drall (gute spanabfuhr).
 
 

3. Oberflächenbearbeitung

Schleifen:

Duroplaste können im allgemeinen gut durch Schleifen bearbeitet werden, während Thermoplaste wegen der hohen Wärmeentwicklung sehr stark zum "Schmieren" neigen. Beim Schleifen soll unbedingt eine Spanabsaugung vorhanden sein, vor allem wenn füllstoff- oder glasfaserhaltige Werkstoffe bearbeitet werden. Der Schleifeffekt wird um so stärker, je härter die Kunststoffoberfläche ist. Oft wird das Schleifen nur stellenweise angewendet. Als Werkzeuge werden Feilen, Schmirgel, Schleiftrommeln und Scheiben verwendet.
 

Polieren:

Beim Polieren wird im Gegensatz zum Schleifen meist die ganze Fläche behandelt, um die Rauhigkeit zu verringern. Mann verwendet Schwabbelscheiben und Poliertrommeln mit abgestimmtem Politurmittel. Quelle:http://mak-dising.tu-graz.ac.at/German/plastic/mechb.htm1#Saegen
 
 

Verbindende Verfahren

Kleben:

Die Verklebung von Kunststoffen ist relativ einfach und leicht durchzuführen. Aufgrund der Wirtschaftlichkeit und des steigenden Bedarfs an Werkstoffkombinationen gewinnt das Kleben zunehmend an Bedeutung. Kunststoffe, die nicht oder nicht gut geschweißt werden können (z.B. Acrylgläser), können so miteinander verbunden werden.
 

Schweißen:

Unter Schweißen von Kunststoffen versteht man das Verbinden zweier gleichartiger oder zumindest verwandter Werkstoffe unter Temperatur- und Druckeinwirkung. Es sind demnach nur Thermoplaste schweißbar, da die Duroplaste kein plastisches Verhalten aufweisen. Durch das Schweißen werden die zu verbindenden Flächen erwärmt. Die beiden erweichten Stellen werden aneinandergepreßt. Die Verbindung ist erst dann voll beanspruchbar, wenn die Nahzone durch Auskühlen ihre Formbeständigkeit gewonnen hat.
 

Heizelementschweißen:

Die Fügeflächen werden durch elektrisch beheizte metallische Bauelemente erwärmt. Hauptanwendung findet dieses Verfahren bei Polyethylen und Polypropylen.
 

Warmgasschweißen:

Dieses Verfahren wird meist mit der Hand ausgeführt und erfordert deshalb ein hohes Maß an Erfahrung und handwerkliches Geschick. Das Schweißgas wird in elektrisch beheizten Thermoplastenhandschweißgeräten erwärmt und durch die Düse an die Schweißstelle geführt.
 

Reibschweißen:

Bei diesem Verfahren wird das Plastifizieren der Fügeflächen durch Reibung gegeneinander oder gegen ein spezielles Reibelement erreicht. Eingesetzt wird das Verfahren bei Verbindungen von Flanschen, Buchen oder Kappen von Rohrenden.
 

Hochfrequenzschweißen:

Bei eigener Wahl der Frequenz und Amplitude des elektrischen Feldes kann die Erwärmung so weit getrieben werden, daß der Kunststoff in den plastischen Zustand versetzt wird. Dieses Verfahren wird vorzugsweise zum Verbinden von Folien aus PVC eingesetzt. Großanwender sind die Automobilindustrie, die Täschner- sowie die Spiel- und Sportwarenindustrie.
 

Ultraschallschweißen:

Benötigt werden ein Hochfrequenzgenerator, eine Schweißpresse, ein Schallkopf und Schallelektroden. Die erzeugten Schwingungen werden dann in das zu schweißende Bauteil geleitet.
 

Schrauben:

Die Mehrzahl der lösbaren Verbindungen an Kunststoffteilen wird heute mit Schraube und Mutter durchgeführt. Schrauben und Muttern bestehen meist aus Metallen. Aber auch Kunststoffschrauben aus Polyamit, Polyethylen oder Ployacetan sind im Einsatz. Weitere mechanische Verbindungen wie Steckverbindungen, Preßverbindungen, Schnappverbindungen und Nietverbindungen sind ebenfalls möglich.

Quelle: http://mak-desing.tu-graz.ac.at/German/plastic/verbverf.htm1#Kleben
Ressourcenschonung bei Herstellung
und durch Wiederverwertung



Kunststoffe sind vielseitig einsetzbare, hoch leistungsfähige Werkstoffe, die einen erheblichen Beitrag zur Entlastung der Umwelt leisten. Durch sparsamen Verbrauch von Rohstoffen schonen sie natürliche Ressourcen und tragen dazu bei, die gesellschaftlichen Zielvorstellungen einer nachhaltigen zukunftsfähigen Entwicklung zu verwirklichen. Lediglich 8 Prozent des Erdölverbrauchs gehen in die Produktion polymerer Werkstoffe. Kunststoffe stellen eine der höchsten Wertschöpfungsstufen dieser begrenzten Ressourcen dar. Kunststoffe aus Erdöl haben im Gegensatz zur direkten Verbrennung von Öl einen langfristigen Nutzen.

Für die Verwertung von Altkunststoffen stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, die es ermöglichen, die in den Kunststoffen gespeicherte Energie des Öls nochmals zu nutzen, sei es als neues Produkt, als rückgewonnenes Öl oder als Energie. Die Verwertung von Altkunststoffen ist aber nur ein Aspekt im Rahmen einer ökologischen Gesamtbetrachtung. Für die Bewertung eines Produktes muß sein nutzen in der Gebrauchsphase und seinen Einfluß auf die Gesamteinsparung von Ressourcen berücksichtigt werden. Jedes Kilogramm an eingespartem Material muß nicht wiederverwendet werden. Gerade hier leistet der Werkstoff Kunststoff seinen großen Beitrag zu einer nachhaltigen zukunftsverträglichen Entwicklung.

Verwertung von Altkunststoffen; Technischer Fortschritt macht es möglich, daß Kunststoffe sparsam und effizient angewendet werden und eine lange Lebensdauer haben. Etwa 80 Prozent aller Kunststoffanwendungen sind langlebig. Nur rund 20 Prozent dienen kurz bis mittelfristige Anwendungen wie etwa Verpackungen oder Einmalspritzen. Weil Kunststoffe erst in den letzten 30 Jahren verbreiteten Einsatz als Werkstoff gefunden haben, stellt sich die Frage der Kunststoffverwertung heute für die kurz- bis mittelfristigen Anwendungen. Dafür sehen verschiedene Verwertungswege zur Verfügung. Die Auswahl des jeweils richtigen Verwertunsverfahrens muß unter Berücksichtigung ökonomischer, ökologischer und sozialer Belange erfolgen, um für den jeweiligen Einzelfall die optimale Lösung zu finden.

In Deutschland sind etwa drei Millionen Tonnen Altkunststoffe aus allen Abfallströmen angefallen. Mit rund 1,4 Millionen Tonnen bilden Kunststoffverpackungen den größten Anteil. Der Anteil dieser Abfälle am Hausmüll und hausmüllänlichen Gewerbeabfall beträgt 8 Prozent. Etwa 1,3 Millionen Tonnen Altkunststoffe wurden 1993 deponiert und 570.000 Tonnen Abfallbehandlungsanlagen energetisch genutzt. Mehr als 1,1 Millionen Tonnen wurden einer werkstofflichen Verwertung zugeführt.

Die Verwertung von Altkunststoffen erfolgt aus ökonomischen Gründen überall dort, wo die Kosten der Aufarbeitung unter den Kosten für den Einkauf von Primärware liegen. Dies ist der Fall bei sortenreichen Abfällen, den höherpreisigen technischen Kunststoffen und bei Spezialkunststoffen. Im breiten Bereich der Haushaltabfälle überschreiten die Kosten der Wiederverwertung den Primärwarenpreis bei weitem.

Steigende Kosten sind hier der Preis für einen entsprechenden Anteil an eingesparter Umwelt.

Quelle: Internet
  Ich persönlich fand die Arbeit mit dem Internet sehr sinnvoll, besonders im Bereich des Recyclings fanden wir nützliche Texte und auch Grafiken. Ich, der die Einleitung als Referatteil bekam, mußte aber auch viel mit Büchern oder Elektronik Lexika arbeiten.
 
 
Referatteil Sascha Steinbrinker
Verwertungsschienen von Kunststoffen






Einleitung
 
 

Nicht nur die chronische Finanzkrise, auch die Aufbereitung der Kunststoffe im Abfall bereitet den Managern des "Dualen System Deutschland" Kopfschmerzen. Im vergangenem Jahr wurden mehr als 400.000 Tonnen Plastikmüll in gelben Säcken und Behältern von den Bundesbürgern gesammelt. Die zur Zeit vorhandenen Anlagen können jedoch nur etwa 160.000 Tonnen bewältigen. Um die drohende Plastikflut zu bändigen, müßte sich die Recyclingkapazität in der BRD in den kommenden drei Jahren verzehnfachen.

Folglich müssen Verfahren entwickelt werden, die es ermöglichen die Kunststoffe ökonomisch und ökologisch sinnvoll zu wieder zu verwerten. Es wäre jedoch auch möglich, die bereits vorhandenen Verfahren zu verbessern und zu optimieren. Hiermit beschäftigen sich seit langer Zeit verschiedenste Unternehmen.
 
 

Im Folgendem möchte ich auf die wichtigsten und unter ökonomischen Gesichtspunkten bewährtesten Verfahren eingehen. Hierbei möchte ich möglichst von einem "pro- und Kontra-

Schema" absehen, da die einzelnen Anbieter der jeweiligen Verfahren das Ihrige selbstverständlich für das optimale halten und dies auch mit treffenden Argumenten zu belegen versuchen. Darum nehme ich mir das Fazit vorweg:

Die umweltfreundlichste, billigste und somit die beste Abfallbeseitigung ist die Abfallvermeidung oder zumindest die direkte Wiederverwendung der Produkte, d.h. der mehrfache Gebrauch des Selbigen.
 
 

Unter Kunststoffrecycling versteht man jedoch die Verwertung von Altkunststoffen durch die erneute Nutzung der in den Kunststoffen gespeicherten Energie des Öls, sei es als neues Produkt, als rückgewonnenes Öl oder als Energie.

Die chemische Industrie tritt für ein Verwertungsmix ein. Die Auswahl des jeweils richtigen Verwertungsverfahrens muß unter Berücksichtigung ökonomischer, ökologischer und sozialer Belange erfolgen, um für den jeweiligen Einzelfall die optimale Lösung zu finden.

So wurden in Deutschland von den 1993 etwa 3 Millionen Tonnen angefallen Altkunststoffen etwa 1,3 Millionen Tonnen deponiert, 570.000 Tonnen in Abfallbehandlungsanlagen energetisch genutzt und ca. 1,1 Millionen Tonnen der werkstofflichen Verwertung zugeführt.

Die Verwertung der Altkunststoffe erfolgt aus ökonomischen Gründen überall dort, wo die Kosten der Aufbereitung unter den Kosten für den Einkauf von Primärware liegen. Dies ist hauptsächlich der Fall bei sortenreinen Abfällen, den teuren, technischen Kunststoffen und bei Spezialwerkstoffen. Im breiten Bereich der Haushaltsabfälle überschreiten die Kosten der Wiederverwertung oft den Primärwarenpreis bei weitem. Steigende Kosten sind hier der Preis für einen entsprechenden Anteil an eingesparter Umwelt.
 
 

Hier also die drei wichtigsten, praktizierten Recyclingverfahren ...
 
 

Das Stoffliche Recycling






Diese Art des Recyclings ist nur für die Gruppe der thermoplastischen Kunststoffe möglich, zu der allerdings 70% aller verwendeten Kunststoffe zählen. Der chemische Aufbau der Materialien bleibt dabei weitestgehend erhalten. Zerkleinerte und gewaschene Abfälle können durch erneutes Aufschmelzen verwertet werden. Dabei werden die Makromolekülketten der Kunststoffe durch die Zugabe von (Wärme-)Energie von einander getrennt; genauer: sie werden zum Schwingen gebracht und dadurch "entfilzt". In vielen Fällen erfolgt zunächst die Herstellung eines "Regranulates", das auf die gleiche Weise verarbeitet ist wie primäres Granulat.

Wesentliche Voraussetzung sind jedoch Sortenreinheit und Sauberkeit des verwendeten Altmaterials, da sich die verschiedenen Kunststoffe einerseits nicht miteinander vertragen, andererseits vermindern die meist unvermeidlichen Schwankungen in der Zusammensetzung die Verwendung der Erzeugnisse selbst mit geringen Anforderungen. Diese in Frage kommenden Abfällen treten fast nur in der Produktion oder der Verarbeitung auf. Gemischte Kunststoffabfälle, vor allem Haushaltsabfälle, müssen vor der Verwertung nach Kunststoffarten sortiert werden, da verschiedene Kunststoffe außerdem verschiedene Schmelztemperaturen zeigen und nicht gemeinsam zu Regranulat umgeschmolzen werden können. Da dies fast nie völlig möglich ist, nimmt die Qualität des Kunststoffes stark ab, da in zunehmendem Maße ein "Mischkunststoff" entsteht. In diesem Fall spricht man vom "Downcycling"; der hierdurch entstandene Kunststoff ist qualitativ minderwertig und reicht allenfalls zur Herstellung von Parkbänken, Lärmschutzwänden, etc.

Auch die Verwertung von sortenreinen Kunststoffen ist nicht "unendlich" wiederholbar, da die Kettenlänge der Makromoleküle bei mehrfach wiederholtem Wiederaufschmelzen abnimmt und so ebenfalls zu einer Verschlechterung der Produktqualität führt.
 
 

Theoretisch wäre das stoffliche Recycling die beste Wahl, denn es wird wenig Energie zur Sortierung und Reinigung der Altkunststoffe benötigt. In der Praxis bereiten jedoch mangelhafte Sortiertechniken große Probleme. Die bisher üblichen Verfahren - Handsortieren und anschließende Trennung anhand der Materialdichte - liefern nicht die notwendige Reinheit. So gibt es zunächst zwei Möglichkeiten:

  1. Die Sortierung durch Anlagen, die den Müll in seine verschiedenen Komponenten zerlegt
  2. Durch getrennte Sammlung
Auch bei weitgehender Automatisierung bleibt ein grundsätzliches Problem: Die Dichtenunterschiede zwischen den Kunststoffen sind zum Teil sehr gering. Doch es wurden hier bereits neue Verfahren entwickelt um eine Genaue Sortierung zu gewährleisten. So wurde z.B. am Frauenhofer Institut für Chemische Technologie sowie parallel an den Sandiea National Laboratories in Albuquerque, USA, eine neuartige Technologie entwickelt: Sortierung mittels Nah- Infrarot- Spektroskopie. Das Verfahren, mit dem inzwischen bereits Prototypen arbeiten, nutzt die Tatsache, daß Infrarotlicht Kunststoffmoleküle zum Schwingen anregt. Jedes Molekül absorbiert dabei bestimmte Wellenlängen. Deshalb hat das reflektierte Infrarotlicht abhängig von der Kunststoffart ein spezifisches Spektrum. Dieses wird innerhalb von Millisekunden erfaßt und vom Computer automatisierbar. Ohne Vorsortierung funktioniert jedoch auch sie nicht, denn dünne Folien können nicht identifiziert werden. Überdies dürfen die am Infrarot- Meßkopf vorbeigeführten Teile nicht allzu verschmutzt sein; vorherige Reinigung ist daher unerläßlich.
 
 

Es gibt auch bereits Versuche, den Kunststoffmüll auf chemische Weise zu trennen. Dieses bisher noch wenig erprobte Verfahren ist jedoch äußerst kostspielig.
 
 

Letztendlich ist das werkstoffliche Recycling nur dann effizient, wenn die Industrie ausschließlich verwertungsfreundliche Kunststoffe produziert, d.h. die Abkehr vom sogenannten Verbundmaterialien und die Beschränkung auf wenige, standardisierte Plastiksorten, die möglichst viele Recycling- Zyklen ohne Qualitätsverlust durchlaufen können.
 
 

Die Verfahrensschritte beim Material- Recycling (Stoffliches &acute;&acute;):

Hier nun einige Beispiele von vorbildlichem Werkstoffrecycling:

Die Wiederverwertung von PVC- Festern
 
 

PVC ist hierzulande als Verpackungsmaterial noch unerwünscht. Am Bau spielt PVC dagegen eine wichtige Rolle. Am bekanntesten ist der Einsatz von PVC-Fenstern, weil diese schwer entflammbar und alterungsbeständig ist. Mit Zusätzen ist das PVC lichtecht; ihm können die UV-Strahlen, aggressive Gase und andere Schadstoffe in der Luft nichts anhaben.

PVC-Fenster kann man recyceln. Die Fenster werden im Ganzen in einen Shredder zerkleinert, und über verschiedene Schüttelvorrichtungen, Siebe und Metallabscheider geführt. Dadurch werden die Plastikteile von Gummi und von Metallteilchen getrennt.

Die abgetretenen Kunststoffteile werden in Säcken gefüllt und dann bei der Herstellung neuer Fenster mit Neuware vermischt.

Das einzige Problem beim Recycling alter Kunststoffenster liegt darin, daß sie so lange halten, so daß es bisher kaum genügend alte Fenster zum Recyceln gibt. Höchstens die sog. Plaste- Fenster der ehemaligen DDR. Auch sie können wiederverwertet werden.
 
 

Das Recyceln von CDs
 
 

Im vergangenen Jahr wurden über zwei Milliarden CDs verkauft. Nicht nur Musik, auch mit darauf gespeicherten Fotos oder als CD-ROM mit Software für Computer, Gigantische Datenmengen lassen sich darauf speichern. Bei solchen Produktionszahlen entstehen aber auch jede Menge Ausschuß und Produktionsabfall, gar nicht zu reden von Raubpressungen.

Die umweltgerechte Entsorgung ist daher zu einem wichtigen Thema geworden, In Dormagen steht die erste CD- Recyclinganlage Europas. Der Materialverbund aus durchsichtigem Polycarbonat und der aufgedampften Aluminiumschicht wird hier getrennt: Die CDs werden zerkleinert, dann wird die Metallschicht sorgfältig abgelöst, übrig bleibt reines Polycarbonat.

Das wird dann später mit neuem Polycarbonat vermischt und für neue Produkte eingesetzt. Das Recyclat wird im Labor sorgfältig kontrolliert, es ist nahezu so sauber wie neues Polycarbonat.
 
 

Pullover aus PVC-Flaschen
 
 

Die blauen Plastikflaschen kennt jeder, der einmal in Frankreich war, als Verpackungen für Mineralwasser. In Frankreich gibt es ein neues Verfahren, diese Flaschen zu recyceln: Sie werden zerschnipselt, gewaschen und geschmolzen und dann durch Düsen zu Fasern gesponnen.

Die Fasern werden verdrillt zu einem Strand, sie werden gewaschen, gereckt und ergeben dann die Ballen mit den Rohfasern. Die Rohfasern aus Recycling-PVC erden mit Wolle gemischt, zu einem Garn gesponnen, dann werden in der Weberei Pullover daraus gestrickt.

Das gestrickte Material muß noch in Form geschnitten werden, dann werden die Kanten vernäht, Ärmel angesetzt und fertig ist der Pullover aus Recycling-PVC.
 
 

Es gibt Politiker, die am liebsten jeden Joghurtbecher wieder zu einem neuen umschmelzen würden. Doch das "werkstoffliche" Recycling ist in vielen Fällen weder umweltfreundlich noch wirtschaftlich.

Bei vermischten Kunststoffabfällen aus Hausmüll macht es wenig Sinn, da das Sammeln, Sortieren, Reinigen und Verarbeiten viel Energie verbraucht und zudem deutlich teurer ist als andere Entsorgungsverfahren. Oft werden aus solchem Kunststoffabfall mit dem Grünen Punkt minderwertige Produkte hergestellt, für die es keinen Markt gibt.

Für den Verarbeiter lohnt es sich vielfach nur deshalb, den Abfall zu "recyceln", weil das DUALE SYSTEM DEUTSCHLAND dafür pro Tonne 800 DM Entsorgungsgebühr (zusätzlich zu den Sammel- und Sortierkosten) an den Verarbeiter bezahlt. Entsprechend viele schwarze Schafe gibt es unter diesen Recyclern. Erst kürzlich wurde eine Firma entdeckt, die zwar beim DSD für das Recycling kassierte, den Kunststoffmüll jedoch lediglich in Lagerhallen stapelte.


Schematische Darstellung des werkstofflichen Recyclings

 
 
 

Die Thermische Verwertung

Gerade bei der thermischen Verwertung, d.h. der "Verbrennung" , scheiden sich die Geister. Mir liegen einerseits Zahlen vor, das der Wirkungsgrad einer Müllverbrennungsanlage bei nur maximal 50% liegt, anderseits ist oft die Rede von dem hohen, zu nutzendem Brennwert der Kunststoffe. Fakt ist jedoch, daß bei der Verbrennung von Kunststoffen toxische Dämpfe freigesetzt werden (so z.B. bei der Verbrennung von PVC: HCI (gasförmige Salzsäure), Dioxine, Schwermetalle aus den Stabilisatoren CD, Pb). Bei der Verbrennung emittiert z.B. PVC weniger als die Hälfte Kohlenstoffdioxid im Vergleich zu den anderen Kunststoffen, zu Holz und zu anderen brennbaren Stoffen. Somit erscheint die Verbrennung oft zunächst problematisch.

Für stofflich oder chemisch (rohstofflich) nicht verwertbare Reste bietet sich die Nutzung zur Energiegewinnung. Die thermische Verwertung betrachtet Kunststoffabfälle als Brennstoffe, deren hoher Heizwert möglichst effizient genutzt werden soll. Von allen Abfallsorten zeigen Kunststoffe die höchsten Heizwerte, selbst unter den konventionellen Brennstoffen hat nur das Erdgas einen höheren Heizwert. Neben der Verbrennung gemeinsam mit anderen Abfallstoffen wie z.B. Klärschlamm ist technisch auch die "alleinige" Verbrennung von Kunststoffen möglich. Kunststoffabfälle lassen sich auch als Alternativbrennstoff in energieintensiven Produktionsprozessen wie z.B. in der Zement- oder Stahlindustrie (hierzu jedoch später noch einige Beispiele) einsetzen, meist ohne Nachteile hinsichtlich der Luftbelastung und der Produktqualität. So werden Altkunststoffe anstelle von Primärenergieträgern wie z.B. Kohle, Koks oder Heizöl verwendet.
 
 

Hierzu einige Beispiele von Heizwerten:

Polystyrol 46.000 kJ/kg (11.000 kcal/kg)
Polyethylen 46.000 kJ/kg (11.000 kcal/kg)
Polyvinylclorid 18.900 kJ/kg (4.500 kcal/kg)

Dazu im Vergleich:

Holz 16.000 kJ/kg (3.800 kcal/kg)
Heizöl 44.000 kJ/kg (10.500 kcal/kg)
Papier 16.800 kJ/kg (4.000 kcal/kg)
 

Jene Kunststoffmengen aus der Hausmüllsammlung, die sich für die stoffliche Wiederverwertung nicht eignen, werden zu Brennstoffen für die Industrie aufbereitet. Es sind also diejenigen Stoffe, die bereits die anderen Verwertungschienen durchlaufen haben sollten. Daraus sollte sich eine Entlastung der Deponien erstellen.

Noch ist das Verbrennen von Kunststoffen technologisches Neuland. Untersuchungen der europäischen Kunststoffindustrie haben gezeigt, daß die energetische Entsorgung von Kunststoffen mit hohem Wirkungsgrad in speziellen Anlagen möglich ist. Damit bietet sich der Aufbereitung als Ersatzbrennstoff für Zementwerke und Industriebefeuerung als zukünftige Alternative an.

Anbieter von Kunststoff-Brennelementen behaupten, daß sie durch umfangreich Testeinsätze, Messungen und Analysen erfaßt hätten, daß sich der Kunststoffbrennstoff in Zementwerken
 
 

einsetzen läßt, ohne daß

-die Emissionen der Zementwerke negativ beeinflußt würden

-die Zementqualität verschlechtert würde

-Probleme im Produktionsverfahren verursacht würden.

So können "angeblich" nur etwa 46% der Chlorwasserstoffabgase (gasförmige Salzsäure) auf die Verbrennung von PVC zurückgeführt werden; die verbleibenden 54% werden auf andere Müllbestandteile zurückgeführt. Außerdem sollen Chlorwasserstoffabgase-(HCI)-Emission aus Müllbverbrennungsanlagen keine Gefährdung darstellen. Zum einen wären die Mengen selbst in der Nachbarschaft der Anlagen kaum noch zu messen, zum anderen sind die freigesetzten Mengen rückläufig. Vorsorglich wird jedoch gesetzlich vorgeschrieben, daß neue Müllverbrennungsanlagen mit Abgasreinigungsanlagen ausgestattet sind, die auch Chlorwasserstoffabgase zurückhalten.
 
 

Nun zum technischen Ablauf einer thermischen Verwertung:
 
 

Kunststoffe, die nicht in die Bereiche der anderen Verwertungsschienen fallen (wie z.B. Kunstoff-Folien und Verpackungen), werden mit großen Messern in kleine Stücke und Schnippel gerissen, dann holen Magnetabscheider und Windsichter die noch immer enthaltenen Verunreinigungen heraus, und schließlich wandern die gesäuberten Schnipsel zum Herzstück der Anlage, zum "Agglomerator". In ihm befindet sich eine Art Rührer. Die Plastikteilchen werden wie in einer Kaffeemühle zerquetscht. Durch die Reibung entsteht Wärme - dadurch schmelzen die Teilchen an, es bilden sich kleine Kügelchen, die dann abgesiebt werden.
 
 

Dieses Granulat kann mit Druckluft durch Rohre oder Schläuche transportiert werden. Mit dem Silowagen gelangt es zu den verschiedenen Betrieben, die derartiges Granulat für die Verbrennung - oder die verschiedenen rohstofflichen Recyclingverfahren - verwenden.

Das chemische Recycling






Chemisches Recycling bedeutet die chemische Umwandlung der Kunststoffabfälle unter Abbau der makromolekularen Struktur zu niedermolekularen Rohstoffen. Dabei werden die Makromolekühle der Kunststoffe durch Abspaltung ihrer chemischen Bindungen von einander getrennt und somit in ihre Ausgangsstoffe zurückgewandelt. Diese können in Raffinerien oder Chemieanlagen gleichwertig wie Erdölprodukte eingesetzt werden. Der Kreislauf "Öl - Kunstoff - Öl" wird damit geschlossen. Ein Vorteil des Rohstoff- Recyclings ist, daß Sortierung und Reinigung entfallen. Die entstehenden, petrochemischen Ausgangstoffe können ohne Einschränkungen in den Wirtschaftsprozeß eingebracht werden.

Die rohstoffliche Verwertung gilt als die bedeutsamste und zukunftsträchtigste.
 
 

Mögliche Verfahren des Rohstoff-Recyclings:
 
 

Der Kunststoff wird also nicht verbrannt, sondern in petrochemische Rohstoffe zerlegt, Alle Pyrolyseprodukte können genutzt werden, so daß keine Abgase entstehen. Dieses Verfahren ist also besonders umweltfreundlich. Die Pyrolyse ist für fast alle Kunststoffe geeignet. Diese können sogar bis zu 20 Gewichtsprozenten verunreinigt sein. Deshalb bieten sich hier auch teilweise die Abfälle aus dem Hausmüll an.
 
 

So entstehen z.B. aus dem Gemisch von Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polystyrol (PP) im Verhältnis 3:1:1 gut verwendbare Produkte: 40 - 60% Gas (Methan, Ethan, Ethylen, Propen) und bis zu 50% Flüssigkeit - eine Mischung aus Leichtbenzin und Steinkohleteer.
 
 

So kann ein Ergebnis für die Kunststoffmischung etwa so aussehen:
 
 

Pyrolyse - Produkte verwendet für die Herstellung von ... :

Ethylen 37% Polyethylen
Probylen 19% Polypropylen
Methan 12 % Energie (z.B. Stadtgas)
Butadein 7% z.B. Kautschuk
Benzol 7% verschiedene Kunststoffe, z.B. Polystyrol oder als Antiklopf-
mittel im Vergaserkraftstoff
Sonstiges 18% Chemierohstoffe
 

Hierbei zeigt angeblich eine Rohstoff-Wertermittlung, daß die Pyrolyseprodukte wertvoller sind als die durch die Kunststoffverbrennung gewinnbare Energie.

Schematische Darstellung des Pyrolyseverfahrens





Eine weitere Möglichkeit zur chemischen Verwertung wäre das Recycling im Hochofen. Hierbei werden die Altkunststoffe zur Erzeugung von Reduktionsgas bei der Stahlerzeugung eingesetzt. Sie können das sonst verwendete Schweröl teilweise ersetzen. 50% des Energiegehaltes der Kunststoffe wird dabei als chemische Energie genutzt.

Dieses Verfahren ist besonders wirtschaftlich und damit Zukunftsträchtig. Der Kunststoff ersetzt das Öl, d.h. das Öl kann an anderer Stelle sinnvoller genutzt werden, z.B. wieder als Chemierohstoff für Kunststoffe.

Im Hochofen werden Kohle, Eisenerz und Schweröl vermischt. Im Ofen reißt dann der Kohlenstoff den Sauerstoff des Eisenerzes an sich - und das kann Kunststoffmüll genauso.

Dies ist also gerade keine Verbrennung, sondern eine chemische Reaktion, die aus dem Eisenerz erst das reine Eisen macht; eine Reduktion.

Dieses Verfahren wird sogar vom Staat subventioniert: mit 200 DM pro Tonne für die Entsorgung .

In dieses Verfahren soll durch den folgenden technischen Ablauf näher eingegangen werden:
 
 

Vom Eingangslager wird das Granulat in einen Vorratstank gleich neben dem Hochofen gepumpt und durch einige Rohre direkt zum Hochofen geführt. Durch eine gewaltige Ringleitung von oben wird vorgewärmte Luft zum Hochofen gebracht. Durch die Blasform wird Luft eingeblasen, seitlich ist der Schlauch für das Kuststoffgranulat angeschlossen - dort wo sonst das Öl eingespritzt wird.

Der Kunststoff wird dabei in seine Bestandteile zerlegt, in Kohlenstoff und in Wasserstoff. Und beide reißen aus dem Eisenerz den Sauerstoff heraus, übrig bleibt das Roheisen.

Die nach dem Reduktionsvorgang verbleibenden brennbaren Anteile werden zur Vorwärmung der Luft für die Vergasung und zur Stromerzeugung in Kraftwerken genutzt.
 
 

Auf der folgenden Seite finden Sie den Ablaufplan einer Rohstofflichen Verwertung (anhand des Reduktionsverfahrens)
 
 

Schematische Darstellung des Reduktionsverfahrens





Leider sind auch bioabbaubarer Kunststoffe keine universelle Lösung, da beim Verrotten als Nebenprodukt Methangas entsteht. Dieses Gas trägt viel stärker zum Treibhauseffekt bei als das Kohlendioxid, das beim Verbrennen entsteht. Daneben sind bioabaubare Materialien für viele Anwendungen, wo gerade auf die Langlebigkeit von Kunststoffen Wert gelegt wird, nicht geeignet.
 
 

Fazit...




Wie gefordert, bewerte ich die Arbeit mit der Hilfe des Internets. Hierbei ist zu sagen, daß die erlangten Informationen quantitativ beachtlich waren, qualitativ jedoch zu wünschen übrig ließen, da es sich Websites hauptsächlich um Werbematerial handelte.

Die wertvollsten Informationen erhielt ich durch Bücher und die direkte Anfrage bei Recyclingfirmen, dem Umweltamt, etc. .
 
 

  Quellenangaben: