Upcycling – Plastikbeutel in Klebstoffe verwandeln

Viele Länder haben inzwischen die Nutzung von Einwegkunstoffen verboten. Dennoch verstopfen Beutel und andere Plastikverpackungen immer noch die Mülldeponien und verschmutzen die Flüsse und Ozeane unserer Welt. Polyethylen macht ein Drittel der gesamten Kunststoffproduktion weltweit aus und ist in hauchdünnen Folien bis hin zu Fässern zu finden. Möchte man diesen Stoff recyceln besteht das Hauptproblem darin, dass der Prozess alles andere als wirtschaftlich ist: Recycelte Plastikbeutel werden in der Regel in minderwertige Produkte, wie zum Beispiel in Baumaterialien, integriert. Damit bietet der Stoff wenig Anreiz zur Wiederverwendung.

Ein neues chemisches Verfahren, das an der University of California in Berkeley entwickelt wurde, schafft die Umwandlung von Polyethylen-Kunststoff in einen wertvolleren und starken Klebstoff. Richtig angewandt könnte dieses Verfahren die Recycling-Industrie revolutionieren.

John Hartwig hat eine Vision

Die Vision von John Hartwig (Lehrstuhl für Organische Chemie an der UC Berkeley und Leiter des Forschungsteams) und seinem Team ist, das Plastiktüten, die keinerlei Wert haben und normalerweise weggeworfen werden, in etwas von hohem Wert verwandelt werden.

Da jährlich Hunderte Milliarden Kilogramm Polyethylen hergestellt werden, ist es nicht möglich, jeden recycelten Kunststoff in Material mit klebenden Eigenschaften zu verwandeln. Aber wenn nur aus einem Bruchteil der Masse ein Stoff mit hohem Wert gemacht werden könnte, würde dieser Bruchteil bereits die Wirtschaftlichkeit verändern.

Was ist überhaupt Recycling?

Recycling bedeutet für die meisten Kunststoffe die Zerkleinerung und die Formung zu generischen Produkten.

Dabei werden viele der Eigenschaften, die sorgfältig in den ursprünglichen Kunststoff eingearbeitet wurden, wie z. B. Geschmeidigkeit und einfache Verarbeitung, verworfen.

Obwohl neue Recyclingmethoden Kunststoffe in ihre chemischen Bestandteile zur Verwendung als Kraft- oder Schmiermittel zerlegen können, sind auch diese Produkte von geringem Wert: Sie können zum einen umweltschädlich sein, da es sich um einen weiteren fossilen Brennstoff handelt, der verbrannt werden muss und zum anderen können die Produkte eine kurze Lebensdauer haben.

Recycling attraktiver machen

Upcycling – das heißt, recycelten Kunststoff in etwas Wertvolleres und Langlebigeres umzuwandeln. Der chemische Prozess, den Hartwig und seine Kollegen entwickelt haben, schafft es, dass viele der ursprünglichen Eigenschaften von Polyethylen beibehalten werden.
Darüber hinaus wird dem Polymer allerdings eine chemische Gruppe hinzugefügt, die es an Metall haften lässt: Etwas, das Polyethylen normalerweise schlecht macht. Sein Team zeigte, dass der modifizierte Polyethylen sogar mit Latex auf Wasserbasis lackiert werden kann – Üblicherweise etwas Ungewöhnliches.

Upcycling: Plastiktüten in Klebstoffe verwandeln

Das Forschungsteam ist demnach in der Lage, eine Verbesserung der Haftung zu erzielen und simultan alle anderen Eigenschaften von Polyethylen zu erhalten.

Während sie die Haftung verbessern scheinen demnach die thermische Stabilität, die Verarbeitbarkeit und die mechanischen Eigenschaften unversehrt zu sein.

Während das Verfahren für den industriellen Einsatz noch nicht wirtschaftlich genug ist, ist Hartwig der Ansicht, dass es verbessert werden- und der Ausgangspunkt für das Hinzufügen weiterer Eigenschaften sein könnte.
Durch diesen Erfolg wird außerdem vermutete, dass andere Katalysatoren mit anderen Kunststofftypen, wie dem in recycelten Plastikflaschen enthaltenen Polypropylen, zusammenarbeiten könnten. Auf diese Weise können höherwertige Produkte hergestellt werden, die aus wirtschaftlicher Perspektive attraktiv sind.

Das Anhaften von Polyethylen an Dingen – einschließlich Latexfarbe – eröffnet viele Möglichkeiten

Durch das Anhaften von Polyethylen an Dinge (einschließlich Latexfarbe) eröffnet zahlreiche neue Möglichkeiten. Künstliche Hüftpfannen und Knieimplantate zum Beispiel integrieren häufig Polyethylen in Metallkomponenten und können durch das neue chemische Verfahren nun so hergestellt werden, dass sie besser auf Metall haften. Funktionalisierter Polyethylen könnte außerdem verwendet werden, um elektrische Drähte zu beschichten, den Klebstoff bereitzustellen, der andere Polymere zusammenklebt – beispielsweise in Milchkartons – oder um haltbarere Verbundstoffe aus Kunststoff und Metall herzustellen, wie beispielsweise in Spielzeug.
Hartwig sieht mehr Möglichkeiten zur Funktionalisierung komplexer Polymere, einschließlich des am häufigsten verwendeten Kunststoffs Polypropylen.