Chemisches Recycling: Forschungsprojekt zum Einsatz von Katalysatoren
Eine Forschungsgruppe um die Assistenzprofessorin Dr. Ina Vollmer an der Universität Utrecht wird in umfangreichen Untersuchungen die mechanisch-chemische Umwandlung von gemischten Kunststoffabfällen unter Einsatz von Katalysatoren untersuchen. Auf diesem vielversprechenden, relativ unerforschten Gebiet wird ein Doppelschneckenextruder STS 25 Mc11 von Coperion eine zentrale Funktion übernehmen.
Die Verwendung von Katalysatoren könnte eine wichtige Rolle bei der konstanten Steigerung der Qualität des Endprodukts und der Effizienz des Prozesses spielen. Der STS 25 Mc11 verarbeitet Kunststoffabfälle, geschreddert oder kompaktiert, mit zwei gleichsinnig drehenden Schneckenwellen in einem geschlossenen Verfahrensteil. Durch intensive Dispergierung und Scherung wird sehr viel mechanische Energie in die Materie eingetragen. Der Kunststoff wird energieeffizient aufgeschmolzen – ein Vorteil, der sich insbesondere beim chemischen Recycling auszahlt. Darüber hinaus erzielt der Extruder mit seinen Doppelschnecken eine sehr hohe Mischwirkung. Die bei dem Forschungsprojekt eingesetzten Katalysatoren werden absolut homogen in der Kunststoffschmelze verteilt und können ihre Wirkung voll entfalten.
Den Prozess gezielter steuern
In herkömmlichen Pyrolyseverfahren wird die heiße Kunststoffschmelze im Doppelschneckenextruder für den nächsten Schritt der chemischen Verarbeitung vorbereitet – die Pyrolyse. Dort erfolgt unter Ausschluss von Sauerstoff die Zerlegung des Kunststoffs in seine chemischen Bausteine. Die Temperatur der Pyrolyse kann durch den effizienten Einsatz von Katalysatoren gesenkt werden, wie das Team von Vollmer schon in Vorarbeiten zeigte.
Dr. Ina Vollmer zu ihrem Forschungsauftrag: „Mit dem Extruder können wir einen effizienten Einsatz des Katalysators erreichen. Unsere Vision ist es allerdings, die Pyrolyse schon im Extruder stattfinden zu lassen. Das können wir erreichen, indem wir die mechanisch-chemische Reaktion, die im Doppelschneckenextruder erfolgt, ausnutzen und das Polymer gezielt bei niedrigeren Temperaturen umwandeln, als sie bislang für die Pyrolyse erforderlich sind. Das Mischen mit hohem Schereffekt im Extruder wirkt sich sehr positiv auf den Einsatz der Katalysatoren aus. Wir sind überzeugt, den chemischen Recyclingprozess durch die niedrigeren Temperaturen gezielter steuern zu können. Dies wird zu reineren Produkten führen und hat gleichzeitig das Potential, den Prozessablauf des chemischen Kunststoffrecyclings zu revolutionieren und Energie zu sparen.“
Bewährt sich der Einsatz von Katalysatoren im chemischen Recyclingprozess, sind die Forschungserbnisse leicht auf größere Durchsatzbereiche übertragbar. „Über den wissenschaftlichen Ansatz von Dr. Ina Vollmer werden wir systematisch erforschte Ergebnisse erhalten und Rückschlüsse für das chemische Kunststoffrecycling ziehen können, von denen wir alle profitieren – Recycler und Verarbeiter ebenso wie Endverbraucher“, äußert sich Leonid Liber, Sales Engineer bei Coperion. Das Unternehmen ist stolz darauf, Teil des Forschungsprojekts zu sein, und freut sich auf die weitere Zusammenarbeit.
(Erschienen im EU-Recycling Magazin 07/2025, Seite 43, Foto: Coperion)
