Es sorgte im Jahr 2022 für großes Aufsehen, als Forscher der Universität Aarhus eine neue und kostengünstige Möglichkeit ankündigten, Polyurethan (PU)-Kunststoff in seine ursprünglichen Bestandteile zu zerlegen, die dann zu neuem PU-Material recycelt werden können, anstatt auf Mülldeponien zu landen Verbrennungsanlagen.
Jetzt haben dieselben Forscher zusammen mit Plixxent A/S, Dan-Foam Aps und dem Danish Technological Institute als Teil des dänischen RePURpose-Konsortiums bewiesen, dass die Methode zur Bekämpfung von flexiblem Schaumpolyurethan eingesetzt werden kann.
Sie haben etwa 1,5 Kilo Schaumstoffmatratze zerlegt, ihre Hauptbestandteile extrahiert und einen davon, Polyol, als Rohstoff für ein neues Matratzenstück verwendet. Durch den Ersatz von „frischem“ Polyol, das hauptsächlich aus Erdöl hergestellt wird, durch Polyol, das aus der alten Matratze gewonnen wird, haben die Forscher 64 % der Matratze ersetzt, ohne dass die Qualität in irgendeiner Weise beeinträchtigt wurde.
Sie haben auch gezeigt, dass der Vorgang mehrmals wiederholt werden kann. Mit anderen Worten: Das Polyol kann aus Polyurethanschaum wieder extrahiert und wiederverwendet werden.
Die Ergebnisse wurden gerade in der Fachzeitschrift veröffentlicht ACS Nachhaltige Chemie und Technik.
Dringend benötigte Lösung
Dies bringt uns einen Schritt weiter in Richtung einer Kreislaufwirtschaft für flexiblen PU-Schaum und ist dringend erforderlich. Der überwiegende Teil des weltweiten PU-Abfalls wird auf Mülldeponien gelagert, da er schwer zu recyceln ist. PU lässt sich nicht schmelzen und kann daher nicht wie viele andere Kunststoffe einfach zu neuen Produkten geformt werden.
Der weltweite Markt für PU betrug im Jahr 2021 24,7 Millionen Tonnen und soll bis 2029 29 Millionen Tonnen überschreiten. Der in Matratzen verwendete flexible PU-Schaum macht etwa 30 % des Marktes aus.
PU wird nicht nur in Matratzen verwendet; Es handelt sich um eine Gruppe fortschrittlicher Kunststoffmaterialien mit vielen unterschiedlichen Eigenschaften und noch mehr Anwendungsmöglichkeiten. Es wird auch in Möbeln, Kühlschränken, Schuhen, Spielzeug, Farben, Füllstoffen, Isolierungen, Autos, Windkraftanlagen, Flugzeugen und vielem mehr verwendet.
Erfordert Abfallkontrolle
Die von den Chemikern der Universität Aarhus entwickelte und patentierte Methode heißt Solvolyse und spaltet die chemischen Bindungen im PU auf, indem das Material in eine Art Schnellkochtopf mit heißem Tert-Amylalkohol und etwas Kalilauge gegeben wird.
Allerdings gehen die Forscher nicht davon aus, dass dieses Verfahren für den gesamten PU-Markt einsetzbar ist. Zu unterschiedlich sind die verschiedenen PU-Typen.
„Unsere Technik kann die Gesellschaft zu einer Kreislaufwirtschaft für PU-Matratzen bewegen. Aber wenn das Recycling der Deponierung und Verbrennung ein Ende setzen soll, brauchen Industrie und Gesellschaft die vollständige Kontrolle über die Abfallströme. Das Problem besteht darin, dass jeder Hersteller von PU-basierten Materialien seine eigene hat.“ „Ihr eigenes einzigartiges Rezept“, sagt Assistenzprofessor Steffan Kvist Kristensen vom Interdisziplinären Nanowissenschaftszentrum (iNANO) der Universität Aarhus, der Mitautor der Studie ist.
Mehr Informationen:
Martin B. Johansen et al., Closed-Loop-Recycling von Polyolen aus duroplastischen Polyurethanen durch tert-Amylalkohol-vermittelte Depolymerisation flexibler Schaumstoffe, ACS Nachhaltige Chemie und Technik (2023). DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c01469