Im Forschungsprojekt ResolVe wurde untersucht, ob sich Abfälle aus Polystyrol, einem weit verbreiteten Alltags-Kunststoff, zu einem wertvollen Rohstoff umwandeln lassen. Die Antwort liegt jetzt vor und lautet: Ja! Die Depolymerisation macht es möglich.
Im Mittelpunkt des Forschungsprojekts ResolVe, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde und dessen Ergebnisse jetzt vorliegen, stand das chemische Recycling von Polystyrol durch gezielte Depolymerisation. Im Vergleich zu konventionellen Methoden stellt dieses neue Verfahren eine wesentliche Verbesserung dar. Während mit mechanischen Recyclingmethoden nur Materialien „zweiter Klasse“ zurückgewonnen werden können, erlaubt das chemische Recycling eine Wiedergewinnung von Polystyrol in einer Reinheit, mit der selbst die hohen Standards für den Kontakt mit Lebensmitteln erfüllt werden können.
Bei der Depolymerisation wird Polystyrol in seine Grundbausteine zerlegt. Das dabei entstehende Kondensat kann destillativ aufgereinigt und anschließend erneut zu Polystyrol polymerisiert werden. Die Laborversuche im Rahmen des Projektes haben gezeigt, dass ein Großteil des Monomers Styrol bei der Depolymerisation wiedergewonnen werden kann. Nach der destillativen Aufreinigung steht dieses wieder für die Produktion von „neuem“, hochwertigen Polystyrol zur Verfügung.
Ein Fokus des Projekts war dabei die Untersuchung des Einflusses von Verunreinigungen auf die Styrolausbeute. Ergebnisse zur Abhängigkeit von Verunreinigungen des Abfalls mit anderen Polymeren wurde bereits veröffentlicht. Die Untersuchungen im Projekt haben bewiesen, dass ein stabiler Depolymerisationsprozess selbst bei einer starken Variation des Ausgangsmaterials möglich ist. Dabei haben sich leichtgewichtiges Verpackungsmaterial und “Expandiertes Polystyrol” (EPS) als geeignetste Ausgangsmaterialien erwiesen. Der Prozess toleriert Polyolefine als Verunreinigung. Weiterhin konnte das kritische Brandschutzmittel HBCD (Hexabromcyclododecan), das früher häufig in Gebäudeisolierungen zum Einsatz kam, im Prozess größtenteils entfernt werden, auch wenn Spuren von Brom weiterhin nachweisbar waren.
Die Depolymerisation trägt nicht nur zur Reduzierung von Plastikabfall und zur Wiederverwertung von wertvollen Rohstoffen bei. Eine erste Analyse der Ökobilanz des Produktionsprozesses hat zudem gezeigt, dass dieser Prozess im Vergleich zur konventionellen Polystyrolproduktion weniger Energie benötigt und weniger CO2 produziert.
Die Neue Materialien Bayreuth GmbH untersuchte im Projekt das chemische Recycling mit Hilfe eines Batch-Stahl-Reaktors im größeren Labormaßstab. Hierbei wurden insbesondere die Auswirkungen von Verunreinigungen auf die Qualität des erhaltenen Styrolmonomers analysiert. Weiterhin erforschte die Neue Materialien Bayreuth GmbH die destillative Aufreinigung des gewonnenen Styrols.
Weitere Informationen unter: www.depolymerisation.com
Das Projekt wurde mit den Projektpartnern INEOS Styrolution Group GmbH, INEOS Manufacturing Deutschland GmbH und den Instituten für Aufbereitung und Recycling (I.A.R.) bzw. Kunststoffverarbeitung (IKV) der RWTH Aachen sowie seitens Neue Materialien Bayreuth GmbH in Zusammenarbeit mit der Universität Bayreuth durchgeführt. Das Projekt wurde von August 2017 bis Juli 2020 bearbeitet und wurde im BMBF-Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA) als Teil der Initiative „Plastik in der Umwelt – Quellen, Senken, Lösungsansätze“ unter dem FKZ 033R194D gefördert.
Neue Materialien Bayreuth GmbH
Dr. Tristan Kolb | E-Mail: tristan.kolb@nmbgmbh.de
