Verbesserung der Qualität von Rezyklatfolien durch Additivierung

7. Juni 2023

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by Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Die Qualität von Rezyklatmaterialien aus Kunststoffen beeinflusst maßgeblich deren Anwendung. Mit Ausnahme leicht beschädigter Produktionsabfälle können recycelte Kunststoffe nicht in ihrer ursprünglichen Form verwendet werden. In der Regel werden sie sortiert, gereinigt und zu verwertbarem Granulat weiterverarbeitet.

Die Stabilität und Verarbeitungsfähigkeit des Recyclingmaterials für den vorgesehenen Einsatzzweck erfordert jedoch häufig eine Nachstabilisierung mit geeigneten Additiven. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat neue Rezepturen entwickelt, um die Qualität neuer Rezyklatfolien zu verbessern. Auf der Plastics World Expo Europe, Essen, 14.-15. Juni 2023, Stand C834 geben die Forscher weitere Informationen

Kunststofffolien wie Tüten und Verpackungen gehören zu den häufigsten Arten von Kunststoffabfällen, die in Haushalten, Supermärkten und anderen Gewerbe- und Industriebereichen anfallen. Nach Angaben der European Plastics Converters Association (EuPC) stammen rund 25 Prozent aller Kunststoffverpackungsabfälle in Europa aus Kunststofffolien.

Diese Materialien können jedoch recycelt und in neue Produkte wie Möbel, Taschen und sogar Baumaterialien umgewandelt werden, was zu einer Kreislaufwirtschaft beiträgt. Der Recyclingprozess umfasst das Sammeln, Sortieren und Reinigen von Kunststofffolien, die dann eingeschmolzen und für die Herstellung zu Pellets geformt werden. In Europa gibt es mehrere Unternehmen, die sich dem Recycling von Kunststofffolien widmen, diese werden hier jedoch nicht genannt.

Diese Unternehmen spielen auch eine wichtige Rolle bei der Reduzierung von Plastikmüll und der Förderung der Nachhaltigkeit. Angesichts der wachsenden Bemühungen, den Plastikmüll in Europa zu reduzieren, wird das Recycling von Kunststofffolien immer wichtiger.

Durch den Einsatz von Additiven wie Stabilisatoren, Verträglichkeitsvermittlern und Reaktivmitteln kann die Qualität von Rezyklaten deutlich verbessert und mit Neuware vergleichbar gemacht werden. Beispielsweise erfordern Polyethylenfolien (PE), die aus recyceltem Kunststoff hergestellt werden, bei der Herstellung keine Mängel, um ihre Zuverlässigkeit und Haltbarkeit zu gewährleisten.

Forschern des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt ist es gelungen, die Qualität dieser Folien durch Zugabe einer geeigneten Additivformulierung zu verbessern.

Die Entwicklung einer Formulierung mehrerer Additive ist ein zentraler Ansatz zur Verbesserung der Eigenschaften von Kunststoffen, auch von solchen aus recycelten Materialien. Dabei werden mehrere verschiedene Additive mit jeweils spezifischer Funktion kombiniert, um eine maßgeschneiderte Lösung zu schaffen, die den spezifischen Anforderungen der Anwendung gerecht wird.

Beispielsweise kann eine Formulierung von Additiven einen Verarbeitungshilfsstoff zur Verbesserung des Schmelzflusses des Kunststoffs, einen UV-Stabilisator zum Schutz des Kunststoffs vor UV-Zersetzung und ein Antioxidans zur Verbesserung der Haltbarkeit des Kunststoffs umfassen. Durch die Kombination dieser Additive im richtigen Verhältnis können Hersteller einen Kunststoff mit verbesserten Eigenschaften herstellen, der für ein breites Anwendungsspektrum geeignet ist.

Die Entwicklung einer solchen Formulierung ist ein komplexer Prozess, der eine sorgfältige Abwägung der Eigenschaften des Kunststoffs, der Leistungsanforderungen der Anwendung und der möglichen Umwelt- und Gesundheitsauswirkungen der verwendeten Zusatzstoffe erfordert. Daher konzentrieren sich die Forschungs- und Entwicklungsbemühungen in diesem Bereich darauf, nachhaltige und umweltfreundliche Lösungen zu finden, die bei der Herstellung von Kunststoffen eingesetzt werden können.

Durch die Zugabe der entsprechenden Rezeptur, also einer Zusammensetzung verschiedener Additive, erzielten die Forscher des Fraunhofer LBF deutliche Qualitätsverbesserungen der recycelten PE-Folien. Die resultierenden Folien sind zuverlässig, langlebig und können effizient und zu geringeren Kosten hergestellt werden. Diese Errungenschaft steigert den Einsatz recycelter Kunststoffe erheblich und macht sie zu einer attraktiven Alternative zu Neumaterialien.

Der erfolgreiche Einsatz innovativer und spezieller Additive zur Verbesserung der Qualität recycelter Kunststoffe ist ein wichtiger Schritt hin zu nachhaltigen und umweltfreundlichen Produktionsprozessen. Es ermöglicht Industrien, ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren, indem sie recycelte Materialien anstelle von neuen verwenden.

Daher sollte der Einsatz von Additiven zur Verbesserung der Rezyklateigenschaften gefördert und gefördert werden. Im weiteren Verlauf erhöhen die Variablen der Compoundierung (genaue Zusammensetzung, Prozessparameter) die Komplexität noch einmal, da sie Einfluss auf die Effizienz der Recyclingadditive haben.

Dadurch wird erst in sehr späten Phasen des Entwicklungszyklus klar, ob und wie alle angestrebten Eigenschaften (Alterungsbeständigkeit, Mechanik) erreicht werden können und ob diese unter Berücksichtigung weiterer Variablen (Variation von Charge zu Charge, eingehende Streams).

Auch wenn bei diesem Verfahren immer noch vielfach Versuch und Irrtum angewendet wird, ist der beste Weg für eine erfolgreiche Additivierung eine analytische Charakterisierung des verfügbaren Recyclingmaterials. Das Ergebnis eines solchen gezielten Screenings liefert die dann benötigten Informationen für eine maßgeschneiderte Additivierung.

Mehr Informationen:Konferenz: eu.plasticsrecyclingworldexpo.com/

Provided by Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF