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chemie artikel (Interpretation und charakterisierung)

Recycling von kunststoffen


1. Atom
2. Erdöl



Recycling von Kunststoff 1. Probleme der Kunststoffverwertung

2. Arten des Kunststoffrecyclings
3. Reflektion

1. Kunststoffe weisen sehr gute Eigenschaften auf wie chemische Beständigkeit, aber diese Eigenschaften verhindern es, dass Kunststoffe auf natürlichem Wege abgebaut werden können. Jährlich fallen in Deutschland knapp 2,5 Millionen Tonnen von Kunststoffmüll an und die Hälfte davon wird auf Deponien entsorgt. Diese Variante erscheint vielleicht auf den ersten Blick gut, aber vom Platzproblem einmal abgesehen, können doch Zusatzstoffe der Kunststoffe ins Grundwasser gelangen und dieses verschmutzen, auch wenn die Kunststoffe selbst umweltneutral sind. Außerdem geht der Wert der Kunststoffe (stofflich und thermisch) total verloren. Die beste Alternative ist natürlich die Rückführung in den Produktionsprozess. Dies funktioniert aber nur mit 0,5 Tonnen, denn bei wiederholtem Einsatz von Kunststoffen kommt es zu stofflichen Veränderung und die Eigenschaften und Qualität der Kunststoffe sinkt. Man kann aber recycelten Kunststoff bei der Herstellung von bestimmten Artikeln wie PET-Flaschen oder Abfallsäcken hinzusetzen, hier zu 60% bzw. 80%, ohne einen Qualitätsverlust festzustellen. Aber bei Kunststoffen ist bzw. wäre Abfallvermeidung der erste Schritt zu Besserung


2. Arten des Kunststoffrecyclings Es gilt grundsätzlich drei Arten von Kunststoffrecycling zu unterscheiden: 1. Das chemische Recycling, bedeutet, dass gebrauchte Kunststoffe in synthetisches Rohöl oder andere petrochemische Grundstoffe umgewandelt werden und daraus neue Kunststoffe hergestellt werden 2. Das thermische Recycling, bedeutet, dass Kunststoffe, die nicht verwertbar sind, können thermisch genutzt werden, da sie einen hohen Energiegehalt haben. Die thermische Verwertung kann in Industriebetrieben als Ersatz für Kohle oder Heizöl oder in Kehrichtverbrennungsanlagen erfolgen 3. Das stoffliche Recycling, bedeutet, dass das Umschmelzen gebrauchter Kunststoffe zu wieder einsetzbarem Granulat. Daraus lassen sich dann Produkte aus recycelten Kunststoffen mit brauchbaren technischen Eigenschaften herstellen. 1. Man kann dann jeweils noch verschiedene Verfahren nennen, beim chemischen Recycling zum Beispiel die Pyrolyse, die Hydrolyse und die Hydrierung. Die Pyrolyse sieht vor, dass der Kunststoff unter Sauerstoffabschluss (damit der Kunststoff bei den hohen Temperaturen nicht verbrennt)t in chemische Grundstoffe zerlegt wird. Die langen Molekülketten werden durch hohe Temperaturen wie 500°C (Niedertemperaturpyrolyse) bzw. 700 bis 900°C (Hochtemperaturpyrolyse) zum Aufbrechen gezwungen und in niedermolekulare Stücke zerlegt. Daraus entstehen dann petrochemische Stoffe, wie ein hochreines Heizgas, das mit Erdgas gemischt, sogar im Haushalt genutzt werden kann. Die Vorteile dieses Verfahrens sind, dass es für jeden Kunststoff verwendet werden kann und es sehr umweltfreundlich ist und zu 98% den Stoffen noch Wertstoffe entnommen werden können, außerdem beträgt die benötigte Energie für die Pyrolyse nur 10% und weniger des Einsatzgutes. Ein anderes Verfahren wäre die Hydrierung. Bei der Hydrierung werden Kunststoffe bei einem Druck von 150-250 Bar und einer Temperatur von ca. 500°C mit Wasserstoff behandelt. Die Kunststoffmoleküle werden gespalten und Wasserstoff angelagert. Das Recyclingprodukt ist ein erdölähnliches Gemisch und daraus können in Raffinerien Kraftstoffen, Heizölen oder Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden. Vorteile sind unteranderem, dass sich wieder alle Kunststoffe für dieses Verfahren eignen und so eine Sortierung entfällt, aber ein großer Nachteil ist die mangelnde Wirtschaftlichkeit, in Deutschland wurde dieser Prozess von der Kohleöl-Anlage Bottrop eingestellt. Weitere Verfahren des chemischen Recyclings wäre noch die Hydrolyse, Glykolyse und Solvolyse. 2. Beim thermischen Recycling werden Kunststoffe verbrannt, die nicht anders mehr in irgendeiner Art recycelt werden können. Thermisches Recycling wird also nur zur thermischem Verwertung mit Energiewiedergewinnung verwendet. Dieses Verfahren erscheint gut, wenn man einmal die Heizwerte verschiedener Stoffe vergleicht. Stoff Heizwert (in kJ/kg) Polystyrol 46000 Polyethen 46000 Polypropen 44000 Heizöl 44000 Erdgas 34000 Steinkohle 29000 Braunkohlebriketts 20000 PVC 18900 Papier 16800 Holz 16000 Ein Vorteil ist, dass es sich großindustriell betreiben lässt und auch in Betrieben als Ersatz für Kohle oder Heizöl genutzt werden kann. Bedenklich ist jedoch ihr höherer Halogengehalt, sodass man die Entstehung von Dioxinen und aggressiven Gasen (die Material und Umwelt belasten) beachten muss und auch dieses Verfahren kann heute noch nicht kostendeckend durchgeführt werden. 3. Unter stofflichem Recycling versteht man die Wiederverarbeitung von Kunststoffabfällen zu neuen Produkten, ohne dass die Molekülstruktur der Polymerkette wesentlich verändert wird. Das werkstoffliche Recycling eignet sich meist nur für thermoplastische Kunststoffe, die umgeschmolzen werden und mit herkömmlichen Kunststoffverarbeitungsmaschinen verarbeitet werden können. Voraussetzungen sind 1.eine sortenreine Trennung, da sich die meisten unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffe nicht zusammenschmelzen lassen bzw. das Endprodukt unbrauchbare mechanische Eigenschaften aufweist 2. eine starke Säuberung, da die Endprodukte sonst schmutzig grau erscheinen sowie ebenso ungünstige mechanische Eigenschaften aufweisen 3. eine starke Zerkleinerung der Abfälle, um sie überhaupt verarbeiten zu können. Ziel jeden werkstofflichen Recyclings sollte sein, eine möglichst hohe Recyclingquote anzustreben, ohne dadurch die Umwelt zu belasten und das ist auch der Vorteil dieses Recyclings. Erwähnt sein sollte jedoch, dass die Qualität des Kunststoffes durch die Verarbeitungsprozesse abnimmt. 3. Meiner Meinung nach stecken die Forschung und auch die Gesellschaft noch in den Kinderschuhen bezüglich des Recyclings. Eine wirtschaftliche Lösung scheint bis jetzt noch nicht gefunden zu sein, auch wenn einige Patente in den letzten Jahren vielleicht hoffen lassen. Aber es ist vielleicht auch gar nicht die Bereitschaft bei vielen vorhanden sich Gedanken zu machen. Natürlich steht auch hier, wie schon gesagt, die Vermeidung von Abfällen an erster Stelle.

 
 




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