Nix verkommen lassen! Kunststoffhaltige Abfälle werden noch wertvoller

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K-Profile AG Innovationen in Kunststoff

K-Profile AG Innovationen in Kunststoff

Neue Ansätze für das Abfallmanagement und die Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen haben acht Fraunhofer-Institute im Leitprojekt „Waste4Future“ entwickelt.

Leistungsfähige Kunststoffe gehören zu den weltweit wichtigsten Werkstoffen, denn manche Anwendungen sind nur mit ihnen möglich. Allerdings werden sie meist aus fossilen Rohstoffen hergestellt, was entsprechende CO₂-Emissionen mit sich bringt. Außerdem fallen allein in Deutschland pro Jahr über sechs Millionen Tonnen kunststoffhaltige Abfälle an, die rund zur Hälfte derzeit noch verbrannt statt werkstofflich verwertet werden. Das soll sich ändern, sagt Prof. Dr. Erica Lilleodden, Gesamtprojektleiterin und Leiterin des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS, das die Federführung im Rahmen des Projekt hatte. Es sollen vor allem die Kunststoffabfälle jetzt nutzbar werden, die man vorher nicht verwertet hat. Die sechs Forschungsschwerpunkte heißen Bewertungsmodell, Sensortechnik, Sortiertechnik, werkstoffliches Recycling, chemisches Recycling und Fomulierungsentwicklung.

Polyamid-Demonstrator beweist Praxistauglichkeit

Um die neuen Möglichkeiten zu demonstrieren, haben die Forscher eine Stuhlschale aus recyceltem Polyamid (PA) hergestellt. Der technische Kunststoff wurde aus einem Abfallstrom automatisch heraussortiert, anschließend aufbereitet und dann per Spritzgussverfahren verarbeitet. Das Bauteilverhalten wurde dann mit Neuware sowie anderen verfügbaren Rezyklaten verglichen. Das Ergebnis ist, dass die Recyclingsitzschale in allen wichtigen Aspekten konkurrenzfähig ist, wie man betont. Polyamid zu nehmen, erklärt sich daraus, dass das Polymer seitens der Automobilindustrie stark nachgefragt wird, wie es zu dieser Entscheidung heißt. Nicht zuletzt neigt Polyamid nicht dazu, beim Recyceln seine Eigenschaften stetig einzubüßen, was die Sache unterstützt.

Mit KI und digitalem Zwilling zum optimalen Recycling-Prozess

Herauszuheben sei auch die Entwicklung von Grundlagen für ein ganzheitliches Modell, das eine Echtzeitbewertung von Kunststoff-Recyclingprozessen nach ökologischen und ökonomischen Kriterien erlaube. Das Modell soll dann Aussagen darüber erlauben, welche Qualität ein Abfallstrom hat und wie sich seine einzelnen Bestandteile mit möglichst hochwertiger Nutzung weiter verwerten lassen. Mithilfe digitaler Zwillinge von Prozessen und Materialien haben die Experten dazu eine Interaktionsmöglichkeit zwischen realer und virtueller Welt geschaffen. Dabei wurden auch ein Sortierdemonstrator (Multi-Sensor-System mit KI-basierter Datenauswertung) entwickelt und die grundsätzliche Eignung der THz-Sensortechnologie (Terahertz) für die bisher kaum mögliche Sortierung schwarzer Kunststoffe nachgewiesen, die für die Sortierung realer Abfallfraktionen allerdings noch weiterentwickelt werden muss, wie man anmerkt.