Verpackungsabfälle: Recycling von Kunststoffen könnte bald effizienter ablaufen

Jährlich fallen in Deutschland rund 5,6 Millionen Tonnen Kunststoffverpackungen im Haushaltsmüll an. Doch nur ein Bruchteil davon wird recycelt. Forschende setzen sich nun zum Ziel, selbst stark verunreinigte Kunststoffe wieder nutzbar zu machen und sie für den 3D-Druck aufzubereiten.

Da die meisten Kunststoffe aus Erdöl bestehen, wird ihre Wiederverwertung immer wichtiger. Ein neues Forschungsprojekt der Hochschule Bremen und des Fraunhofer-Instituts hat sich daher zum Ziel gesetzt, recycelte Kunststoffe für den 3D-Druck aufzubereiten.

„Da die Abfälle als Rezyklat im 3D-Druck zum Einsatz kommen sollen, müssen sie, etwa hinsichtlich ihrer Reinheit, Form und Größe, besonders hohe Anforderungen erfüllen“, sagt Dr. Dirk Godlinski, Projektleiter am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM.

Vom Abfall zum 3D-Druck

Dr. Silke Eckardt, Professorin für zukunftsfähige Energiesysteme und Ressourceneffizienz an der Hochschule Bremen, erklärt: „Es ist allerdings deutlich schwieriger, die sogenannten Post-Consumer-Abfälle wiederzuverwerten als etwa Kunststoffreste aus der Produktion.“ Die Abfälle seien oft heterogen und stark verunreinigt. Dennoch arbeiten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen daran, auch diese Kunststoffarten für die Kreislaufwirtschaft nutzbar zu machen.

In einer Machbarkeitsstudie wurde Kunststoff aus einer Sortieranlage für Leichtverpackungen genutzt. Um die notwendige Reinheit zu erreichen, wurden die Kunststoffe im Labor zerkleinert, gewaschen und durch eine Schwimm-Sink-Trennung sowie Nahinfrarottechnologie von Fremdstoffen befreit. Das Ergebnis war ein Material mit einer Reinheit von über 99,8 Prozent.

Anschließend übernahm das Fraunhofer IFAM die Weiterverarbeitung. „Im Projekt haben wir aus den aufbereiteten Abfällen homogenes Polypropylen produziert“, so Godlinski. Polypropylen zeichnet sich durch Langlebigkeit, Bruchfestigkeit und Flexibilität aus.

Im Industrieextruder wurden die Kunststoffflocken bei Temperaturen über 200 Grad aufgeschmolzen und zu einem homogenen Strang extrudiert. Herauskam ein etwa zwei Millimeter dicker, grauer Kunststoffstrang, der als Filament im 3D-Drucker genutzt werden kann. Erste Bauteile wie Kappen wurden bereits erfolgreich gedruckt.

Verwendung in der Industrie

Die Machbarkeitsstudie ist abgeschlossen, doch die Optimierung des Produktionsprozesses läuft weiter. Perspektivisch könnten die Kunststoffe durch Zusatzstoffe wie Glasfasern weiter veredelt werden, um hochwertige Bauteile für die Luft- und Automobilindustrie herzustellen.

„Es ist wichtig, die Nachfrage nach Rezyklaten zu steigern“, erklärt Dr. Silke Eckardt. „Gerade in Hinblick auf den Klimawandel müssen wir uns über die Ressourceneffizienz Gedanken machen. Die Kreislaufwirtschaft wird immer wichtiger.“ Auch Godlinski ist überzeugt: „Je mehr Abfälle wir wiederverwerten, desto mehr Energie und Ressourcen sparen wir ein.“