Um recycelte Kunststoffe in der geforderten Qualität herzustellen, werden sie mithilfe von Readditivierung stabilisiert. Wie viele Additive zugesetzt werden müssen, hängt jedoch stark vom jeweiligen Eingangsstrom ab. Für die Bestimmung des Bedarfs haben sich zwei analytische Methoden und Testverfahren bewährt.

Methode zur Bestimmung des Readditivierungsbedarfs bei Rezyklaten

Recycling

Umweltmanagement

Stabilisatoren

Kunststoff Werkstoffe

Additive

Polypropylen

Thermoplaste

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Kunststoff-Rezyklat

Stabil ins zweite Kunststoffleben

Das Recyclingunternehmen Wipag hat ein Technikum für individuelles Kunststoffrecycling eröffnet. Was sich dahinter verbirgt und wieso individuelle Konzepte für eine erfolgreiche Kreislaufwirtschaft wichtig sind, verraten die beiden Geschäftsführer des Unternehmens, Thomas Marquardt und Frank Kriebisch, im Interview.

Streifinger, Florian

Kreislaufwirtschaft

„Die Beratung fängt dort an, wo der Abfall entsteht“

Bei der Bundestagswahl in Deutschland wird ein Teil der Wahlplakate nicht aus Papier, sondern aus Kunststoffbestehen, der zu 100 Prozent aus Recycling-Material besteht und nach Gebrauch wieder in der Kreislaufwirtschaft landet.

Digitale Transformation

Wirtschaft

Innovationen und neue Technologie

Technik Trend

kunststoffe.de

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

Industrie 4.0

Wiederverwertbare Wahlplakate aus Kunststoff

Um den Wiedereinsatz von Sekundärkunststoffen zu fördern, schafft ein EU-Projekt digitale Werkzeuge. Das Toolkit soll mehr Transparenz zu Verfügbarkeiten und Qualitäten von Rezyklaten herstellen.

Toolkit zur Steigerung der Einsatzquote von Sekundärkunststoffen in Entwicklung

Den Wertstoffkreislauf digital ankurbeln

Pöppelmann Kapsto darf seit Anfang 2021 auch seine Schutzelemente aus Polypropylen (PP) Post-Consumer-Rezyklaten mit dem mit dem Blauen Engel kennzeichnen.

Polyethylen

Kunststoffverarbeitung

Dienstleistungen

Lohnfertigung

Blauer Engel für Schutzelemente von Pöppelmann

15 Start-ups haben sich in der ersten Kohorte des Acceleratorenprogramms des Circular Valley gegen eine starke internationale Konkurrenz durchgesetzt. Sie erwartet nun ein exklusiver Austausch mit führenden Partnern aus Industrie, Wissenschaft und Politik.

Biokunststoffe

Nachhaltigkeit

Start up

Unternehmen und Unternehmer

Qualitäts- / Wirtschaftspreis

Qualitätsmanagement

Prozess- und Umwelttechnik

Energieeffizienz

Circular Valley wählt Start-ups zu EU Green Deal aus

7. Internationaler Cradle to Cradle Congress geht in die zweite Runde

Wiederaufbereitung

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Regenerieren

Cradle to Cradle-Kunststoffen gehört die Zukunft

Das Reichle Technologiezentrum hat in Kooperation mit dem Start-up Sieve Surffinnen aus recyceltem Kunststoff entwickelt, designt und produziert.

Werkzeug- und Formenbau

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

Laserbearbeitungen

Oberflächentechnik

Surffinnen aus Altkunststoffen umgesetzt

Alle Rechte an der Veranstaltung sind vom Hanser Verlag an das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt übertragen worden. Das vierte Praxisforum Kunststoffrezyklate findet am 24. März 2022 statt. Fachlicher Schwerpunkt liegt wie bisher auf dem werkstofflichen Recycling.

Weiterbildung, allgemeine

Seminare, Schulungen, Kongresse

Fraunhofer LBF ist neuer Veranstalter des Praxisforums Kunststoffrezyklate

BASF, Quantafuel und Remondis haben eine Absichtserklärung zur Prüfung einer Zusammenarbeit beim chemischen Recycling unterzeichnet. Darin geht es unter anderem um die Möglichkeit einer gemeinsamen Investition in eine Pyrolyseanlage für Kunststoffabfälle.

Chemische Verfahrenstechnik

Ingenieurwissenschaften

Verfahrenstechnik

Kooperation beim chemischen Recycling von Kunststoffabfällen

Mit seiner Kunstaktion am Matterhorn hat der Künstler Branko Šmon bereits 2019 viel Aufmerksamkeit bekommen. Und das Thema ist auch heute noch aktuell.

Kunstprojekt am Matterhorn

Der Gipfel der Kunststofferzeugung

Der Stuhl von Michiel van der Kley ist nicht nur ein schickes Designobjekt. Er wurde aus Kunststoffrezyklat gefertigt und trägt damit zur Verbesserung des schlechten Leumunds dieser Werkstoffe bei.

Polyethylenterephthalat

Design gegen Schmuddelimage

Für das Exterieur von Fahrzeugen hat Kraiburg TPE eine Compoundreihe mit einem Post-Industrial-Recyclinganteil (PIR) von mindestens 20 % vorgestellt. Sie soll die Herstellung von Automobilbauteilen in hoher Qualität mit gleichzeitig reduziertem CO2 -Fußabdruck ermöglichen.

Thermoplastische Elastomere

Automotive

Elektronik

TPE mit Recyclinganteil für das Automobilexterieur

Die Kreislaufwirtschaft, die Elektromobilität und die noch immer präsente Corona-Pandemie beeinflussen die Farbauswahl für Kunststoffe. Welche Farbtrends sich daraus ergeben, hat Kunststoffe bei Farbmittelherstellern nachgefragt.

Trendbericht zum Einfärben von Kunststoffen

Masterbatches

Farbstoffe und Pigmente

Farbkonzentrate (Batches)

Farbstoffe

Farben, flüssig

Farbige Stimmungsaufheller

Um sein Angebot an Recyclingdienstleistungen zu verbessern, hat Wipag ein Technikum eröffnet. Dort sollen Kreislaufsysteme und Recyclingkonzepte auf Kundenwunsch entwickelt werden.

Compound

Technikum für Recycling als Dienstleistung eröffnet

CO2 -Einsparungen durch Rezyklate und Biokunststoffe bestimmen

Der Kunststoffindustrie stehen verschiedene Materialien und Technologien zur Verfügung, die den ökologischen Fußabdruck von Produkten deutlich reduzieren können. Um zu bestimmen, welche Einsparungen sich dadurch wirklich ergeben, stehen verschiedene Methoden, Normen und Software-Tools zur Verfügung.

Der Kunststoffindustrie stehen verschiedene Materialien und Technologien zur Verfügung, die den ökologischen Fußabdruck von Produkten deutlich reduzieren können. Es gibt kaum noch Bauteile, bei denen es nicht möglich ist, Neuware durch Rezyklate oder Biokunststoffe zumindest anteilig zu ersetzen. Um zu bestimmen, welche Einsparungen sich dadurch wirklich ergeben, stehen verschiedene Methoden, Normen und Software-Tools zur Verfügung.

Politische Signale und die Wünsche der Konsumenten geben die Richtung vor: Der zunehmende Verbrauch knapper Rohstoffressourcen soll reduziert und negative Auswirkungen der Produktion sowie der nicht zweckmäßigen Verwendung und unsachgemäßen Entsorgung von Kunststoffen sollen minimiert werden. Vor allem die Verringerung der hohen CO2-Emissionen und der Meeresverschmutzung stehen dabei im Vordergrund.

Der Green Deal der Europäischen Kommission sieht vor, dass die Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe dabei eine zentrale Rolle spielen soll. Voraussichtlich bis 2022 werden verpflichtende Mindestquoten für die Verwendung von recycelten Materialien in neuen Produkten eingeführt [1]. Bis 2030 sollen nahezu alle Kunststoffverpackungen wiederverwertbar oder recycelbar sein. Der im Mai 2021 von der Europäischen Kommission präsentierte Null-Schadstoff-Aktionsplan gibt weitere Zielgrößen vor, beispielsweise die Reduktion von Kunststoff- und anderen Abfällen im Meer um 50 % bis 2030. Auch seitens der Verbraucher steigen die Anforderungen: Viele achten beim Kauf zunehmend darauf, wie nachhaltig ein Produkt hergestellt wurde. Darauf muss die Industrie mit Anpassungen im Produktionsprozess reagieren. Zahlreiche Unternehmen haben sich bereits das Ziel der Klimaneutralität auf die Fahnen geschrieben, um die im Green Deal vorgegebene Leitlinie – Treibhausgasneutralität weltweit bis 2050 – zu unterstützen.

Um dieses Ziel zu erreichen, ist es ebenfalls entscheidend, die Recyclinginfrastruktur für Kunststoffabfälle zu stärken. Insbesondere die Sammlung und Trennung stehen dabei im Vordergrund. Das Potenzial für Umweltschutz und Nachhaltigkeit ist groß: Von Polymerherstellern und Compoundeuren durchgeführte Cradle-to-Gate-Ökobilanzen haben erhebliche CO2-Einsparungen ergeben. Die genaue Quantifizierung ist abhängig von der Art des Polymers und der jeweils eingesetzten Recyclingtechnologie. Es wurden bereits Einsparungen von deutlich über 50 % veröffentlicht.

Welche Materialien stehen zur  Verfügung?

Für Unternehmen ist es in diesem Zusammenhang sehr wichtig, sich genau anzusehen, welche nachhaltigen Materialien sich für ihre Anwendungen eignen. Dafür ist eine genaue Analyse entscheidend, um das beste Produkt als Ersatz von Neuware zu wählen. Der Distributor Albis bietet dafür vielfältige Lösungen auf Basis verschiedener Technologien und Rohstoffe an und hat in verschiedenen Untersuchungen unter anderem überprüft, welche CO2-Einsparungen sich damit erreichen lassen.

Mengenmäßig spielen zurzeit insbesondere Rezyklate eine große Rolle. Dabei hängen Produktqualität und -eigenschaften von der jeweils eingesetzten Recyclingtechnologie ab. Produkte aus Recyclingmaterialien, die aus der Produktion industrieller Anwendungen stammen, kurz Post-Industrial-Rezyklate oder PIR, erreichen oft ein Qualitätsniveau, das fast dem von Neuware entspricht. Aber auch Kunststoffe aus dem Post-Consumer-Recycling (PCR) verfügen mittlerweile über eine Konsistenz und Qualität, die es ermöglicht, Neuware zu ersetzen.

Eine weitere Option sind Kunststoffe aus nachwachsenden und biobasierten Rohstoffen. Sie liefern identische Produkteigenschaften wie Materialien auf Basis fossiler Rohstoffe bei gleichzeitig geringeren CO2-Emissionen. Zudem reduzieren sie die Abhängigkeit von begrenzten fossilen Rohstoffen. Hundertprozentige Biokunststoffe sind von der Massenproduktion gegenwärtig jedoch noch weit entfernt.

Die Auswahl des passenden Materials für die jeweilige Anwendung wird nicht zuletzt von den spezifischen regulatorischen Branchenanforderungen, etwa in der Medizin, im Lebensmittelsektor oder bei Elektro- und Elektronikgeräten, bestimmt. Viele Einsatzmöglichkeiten für nachhaltige Werkstoffe bietet die Automobilindustrie, in der bereits zahlreiche Kunststoffbauteile aus diesen Materialien bestehen.

Großes Interesse an Biokunststoffen im Medizinbereich

Bei medizinischen Anwendungen besteht ein großes Interesse, mehr nachhaltige, möglichst biobasierte Kunststoffe einzusetzen. Gleiches gilt für die Kosmetikindustrie. Nach aktuellem Stand sind dort PCR- und PIR-Materialien für alle Teile geeignet, die nicht mit dem Inhalt in Berührung kommen. Besteht hingegen Kontakt zum Inhalt, eignen sich derzeit insbesondere biobasierte Varianten. Darüber hinaus gibt es für den Kosmetikbereich erste Produkte, die PET-Rezyklate (Polyethylenterephthalat) mit biobasierten Rohstoffen verbinden. Auch für technische Bauteile aus der Elektrik und Elektronik, die Flammschutz benötigen, stehen schon nachhaltigere Materialien mit Rezyklatanteil bereit.

Unabhängig davon, um welche Branche es sich handelt: Um den CO2-Fußabdruck eines Produkts zu senken, lohnt der Blick aufs Detail, denn auch Kleinmengenanwendungen leisten ihren Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit. Jedes recycelte Stück ist ein wichtiger Schritt.

Methoden zur Bestimmung der CO2-Einsparungen

Kunststoffrecycling kann somit einen positiven Beitrag für die Ökobilanz (Life Cycle Assessment, LCA) eines Produkts leisten. Zur qualitativen Einschätzung des gewählten Verfahrens ist es aber dringend notwendig, genau zu quantifizieren, wie hoch die konkreten CO2-Einsparungen bei einem Erzeugnis tatsächlich ausfallen. Dafür kommen verschiedene Methoden, Normen und Zertifikate zum Einsatz.

Für produktbezogene Ökobilanzen kann beispielsweise die ISO-Norm-Serie 14040 als Grundlage dienen. Die dreiteilige ISO 14064 regelt die Bestimmung und Bestandsaufnahme von Treibhausgasemissionen für die Berichterstattung und zur Verifizierung. Das ISCC-Zertifizierungssystem (International Sustainability & Carbon Certification) für zirkuläre und biobasierte Ansätze wird ebenfalls bereits seit vielen Jahren verwendet.

Mit GaBi die Ökobilanz von Produkten berechnen

Ein Software Tool, das u. a. bei einigen Automobilherstellern zum Einsatz kommt, ist die Ökobilanzsoftware GaBi des Herstellers Sphera Solutions. Mit GaBi berechnen auch die zur Otto Krahn Gruppe gehörenden Unternehmen Mocom und Wipag die CO2-Bedarfe ihrer Produkte, um Prozesse noch nachhaltiger gestalten zu können. Die Daten zur Berechnung stammen entweder aus der umfangreichen Datenbank der Software oder aus eigenen Messungen. Mit dem Tool haben Spezialisten beispielsweise die Stoff- und Energieströme der Prozesse des Carbonfaserrecyclings bei Wipag genau analysiert und modelliert, um die Genauigkeit des LCA von auf Rezyklat basierenden Compounds auch bei der Nutzung von individuellen Prozessschritten zu erhöhen.

Produktbeispiele zeigen Höhe der CO2-Einsparungen

Welche Einsparungen mit dem Einsatz solcher nachhaltiger Materialien möglich sind, zeigen gut drei von Albis zusammen mit Partnern umgesetzte Projekte. In der Automobilindustrie werden beispielsweise die von Wipag entwickelten sogenannten WIC-Compounds auf Basis recycelter Carbonfasern erfolgreich eingesetzt. Sie unterstützen Leichtbaukonzepte und sparen gleichzeitig CO2. Ihre hohe Festigkeit und Steifigkeit ermöglichen es beispielsweise, relativ schwere hochglasfaserverstärkte Polyamide (PA) durch leichteres carbonfaserverstärktes Polypropylen (PP) zu ersetzen. Ein etabliertes Produkt daraus ist etwa der Tankdeckelscharnierarm für Fahrzeuge von Audi (Bild 1). Bei diesem wird nun statt PA-66-GF50 das Compound WIC PP 30 (PP mit 30 % Carbonfaserverstärkung) verwendet. Neben einer Gewichtsersparnis von 32 % hat sich auch der CO2-Fußabdruck dadurch deutlich reduziert: Berechnungen mithilfe der GaBi-Software ergaben, dass das WIC PP 30 nur auf 1,26 kg CO2e / kg kommt, wohingegen ein Standard-PA bei 5 kg CO2e / kg liegt.

Auch beim Kauf von Sport- und Freizeitprodukten achten immer mehr Verbraucher auf Nachhaltigkeit. Gemeinsam mit dem französischen Sportartikelhersteller Decathlon hat Albis daher einen Ständer aus 100 % Rezyklat für ein mobiles Beachvolleyballnetz realisiert (Bild 2). Zum Einsatz kommen dafür CirculenRecover-Polymere von LyondellBasell, die aus PCR bestehen und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis bieten. Ein Ziel des Projekts war es, dass der Netzständer immer wieder recycelt werden kann. Durch den Einsatz des Rezyklats lassen sich die CO2-Emissionen des Sportartikels erheblich senken – bei gleichbleibender Qualität und unter Einhaltung der Toxizitätsanforderungen. Eine Studie, die von dem Compoundeur QCP mit LyondellBasells Moplen- und Hostalen-Typen durchgeführt wurde, kommt zu dem Ergebnis, dass CirculenRecover-Polymere eine Reduzierung der CO2-Emissionen um bis zu 70 % gegenüber Neuware ermöglichen.

PA 6 aus PIR reduziert die CO2-Emissionen deutlich

Ein weiteres Beispiel für eine anspruchsvolle Anwendung recycelter Kunststoffe ist die Verwendung von Altech PA 6 Eco für eine Snowboardbindung (Bild 3). Sie wird von CTM-System Metall- und Kunststofftechnik im Spritzgießverfahren hergestellt. Das PA 6 besteht aus PIR, was die CO2-Emissionen von 5,7 kg CO2e / kg (PA 6 auf fossiler Basis) auf 0,72 kg CO2e / kg reduziert. Die Berechnungen wurden mit der GaBi-Software durchgeführt. Das Material erreicht die notwendigen Eigenschaften für die hohen Belastungen der Bindung, beispielsweise die erforderliche Kälteschlagzähigkeit und Oberflächenbeschaffenheit.

Recycling und Kreislaufwirtschaft werden in den kommenden Jahren bei Kunststoffherstellern und -verarbeitern eine zentrale Rolle spielen. Für die Unternehmen bedeutet das auch, genau zu überprüfen, welche Materialien sich für die jeweilige Anwendung eignen. Dafür sind Kenntnisse über die Methoden zur Berechnung von CO2-Einsparungen notwendig. Für Albis nehmen Produkte, die auf Rezyklaten oder nachwachsenden Rohstoffen basieren, eine Schlüsselposition im Produktangebot ein und ihr Anteil wächst stetig. Gemeinsam mit Kunden werden zunehmend nachhaltige, anforderungsspezifische Anwendungen entwickelt, mit dem Ziel, die CO2-Emissionen immer weiter zu senken. Dabei greift das Unternehmen auf verschiedene Methoden zur Ermittlung der Ökobilanz von Produkten zurück.

[1] gemäß Circular Economy Action Plan: vehicles, construction materials and batteries

ALBIS Distribution GmbH & Co. KG  

https://www.albis.com

Ausgabenartikel KU10-21

Bild 1. Scharnierarm für den Tankdeckel von Audi-Fahrzeugen: Durch die Umstellung auf ein PP mit recycelten Carbonfasern konnten das Gewicht um 32 % und die CO2 -Emissionen um fast 75 % reduziert werden

Bild 2. Der Ständer für das mobile Beachvolleyballnetz besteht zu 100 % aus Rezyklat aus Post-Consumer-Abfällen

Bild 3. Die Snowboardbindung von CTM-System besteht aus PIR und besitzt deshalb einen deutlich reduzierten CO2 -Fußabdruck

KU 10-21_Albis - Hauptartikel

Tony Harrison ist Senior Director Global Technical Service & Application Development bei Albis; <a href="mailto:tony.harrison@albis.com">tony.harrison@albis.com</a>