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Kunststoffrecycling

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Kunststoffrecycling

Nach mehreren Aufforderungen Deiner Mutter bringst Du ganz genervt doch noch den Müll raus. Als Du am Schluss den Gelben Sack im kleinen Müllhäuschen verstaust, fragst Du Dich, was wohl mit Kunststoffabfällen passiert. Auch Deine Eltern konnten Dir die Frage nicht wirklich beantworten. Sie meinten bloß, dass Verpackungen und Kunststoffe recycelt werden.

Definition von Kunststoffrecycling

Kunststoffe sind Materialien, welche überwiegend aus fossilen Brennstoffen erzeugt werden. Zu diesen fossilen Brennstoffen zählen Erdöl sowie Erdgas. Wie Du vielleicht weißt, gestaltet sich der biologische Abbau von Produkten aus Kunststoff schwierig. Aufgrund dessen sammeln sie sich in der Umwelt an und können negative Auswirkungen auf diese sowie auf die Tierwelt haben. Eine Plastikflasche, die im Meer schwimmt, hat beispielsweise eine Lebensdauer von 450 Jahren.

Um die schädigende Effekte auf das Ökosystem zu minimieren und im besten Fall zu vermeiden, nimmt das Recycling von Kunststoffabfällen eine zentrale Rolle ein.

Kunststoffrecycling beschreibt die Wiederverwertung von entsorgten Kunststoffen, damit aus diesem Abfall neue Produkte und Materialien aus Kunststoff hergestellt werden können.

Verfahren des Kunststoffrecyclings

Das Kunststoffrecycling erfolgt mithilfe von drei Verfahren. Welches Verfahren dabei zum Einsatz kommt, wird von der Reinheit der entsorgten Kunststoffprodukte beeinflusst. Saubere Erzeugnisse aus nur einer Art Kunststoff werden anders aufbereitet wie beschmutzte Produkte, die aus einer Mischung verschiedener Kunststoffe bestehen. Im Wesentlichen kannst Du unterscheiden:

  • das werkstoffliche Verfahren
  • das rohstoffliche Verfahren
  • das thermische Verfahren

In den nächsten Abschnitten lernst Du alle drei Möglichkeiten des Recyclings von Kunststoff näher kennen.

Werkstoffliches Kunststoffrecycling

Das werkstoffliche Kunststoffrecycling ist ein Verfahren, bei dem aus den Kunststoffabfällen neue Materialien oder Produkte aus Kunststoff, die bereits eine Form besitzen, entstehen. Bei dieser Art der Verwertung bleibt die Zusammensetzung der Makromoleküle des alten Kunststoffs bestehen. Somit verändert sich die chemische Struktur nicht. Die Kunststoffabfälle werden zunächst zerkleinert. Anschließend erfolgt das Einschmelzen des Granulats und schließlich bildet sich eine neue Gestalt aus.

Bei entsorgten Produkten, die aus einer Sorte Kunststoff bestehen, gehen am Ende gleichwertige Rohmaterialien hervor. Im Gegensatz dazu ist die Verarbeitung von gebrauchten Kunststoffprodukten mit mehr Problemen verbunden. Der Grund liegt darin, dass diese Erzeugnisse meist unsauber sind und aus mehreren Arten Kunststoff zusammengesetzt sind. Aufgrund dessen ist die Aufbereitung von solchen Kunststoffabfällen mit mehr Aufwand verbunden, was sich in einem höheren Preis widerspiegelt.

Damit das werkstoffliche Kunststoffrecycling funktioniert, ist ein Verfahren notwendig, mit dem die entsorgten Kunststoffe registriert und klassifiziert werden. Im industriellen Bereich erfolgt solch eine Sortierung und auch im privaten Bereich existiert ein System zum Sammeln von Verpackungen, was Du an dem Grünen Punkt erkennen kannst. Der Grüne Punkt signalisiert, dass die Kunststoffabfälle fachgerecht entsorgt und wiederverwertet werden.

In der nachfolgenden Tabelle siehst Du einige Vor- und Nachteile des werkstofflichen Kunststoffrecyclings.

VorteileNachteile
hoher Wirkungsgrad bei geringem Aufwand zum Trennen der Kunststoffenur Wiederverwertung von Abfällen, die aus einer Sorte Kunststoff bestehen
kaum Müll und Restebei einem Gemisch von mehreren Kunststoffarten ist eine Sortierung vorab notwendig
geringere Qualität der neuen Produkte
höherer Preis der neuen Kunststofferzeugnisse

Flaschen aus Polyethylenterephthalat (PET), Folien und Klappboxen sind ein paar beispielhafte Produkte, die mittels des werkstofflichen Verfahrens wiederverwertet werden.

Rohstoffliches Kunststoffrecycling

Wenn die entsorgten Kunststoffe nicht mithilfe des werkstofflichen Verfahrens recycelt werden können, kommt das rohstoffliche Verfahren zur Anwendung. Besonders bei Erzeugnissen, die aus mehreren Kunststoffarten zusammengesetzt sind, bietet sich das rohstoffliche Recycling von Kunststoffen an.

Bei dieser Form der Verwertung werden die Polymerketten der Kunststoffe aufgespalten. Somit entstehen aus den Makromolekülen wieder Monomere oder Gase und Öle. Beides kann als Ausgangsstoff für neue Produkte dienen. Daraus kannst Du den Namen "rohstoffliches Kunststoffrecycling" ableiten. Denn durch diesen Prozess entstehen wieder Rohstoffe.

Hierfür wird die Pyrolyse, eine thermische Verfahrensweise, eingesetzt. Bei diesem Prozess herrschen Temperaturen zwischen 400 °C und 800 °C sowie eine sauerstofffreie Umgebung. Durch den Ausschluss von Sauerstoff findet keine Verbrennung statt, sondern der Kunststoff zersetzt sich. Die Makromoleküle spalten sich durch die hohen Temperaturen in die Monomere auf und es liegt ein Gemisch verschiedener Monomere vor. Die Monomermischung wird in einem nachfolgenden Schritt durch eine Destillation getrennt. Diese Art der Verwertung wird größtenteils bei Polyolefinen, wie zum Bespiel Polyethylen (PE) oder Polypropen (PP), eingesetzt.

Die Destillation ist ein Verfahren, um zwei Flüssigkeiten thermisch zu trennen. Hierzu wird das Flüssigkeitsgemisch erwärmt, wobei die Flüssigkeit mit dem niedrigeren Siedepunkt verdampft und in einem separaten Gefäß wieder kondensiert. Ausführliche Informationen findest Du in der entsprechenden Erklärung.

Ein weiteres thermisches Verfahren ist die Hydrolyse, welches auch Hydrocracken genannt wird. Bei dieser Methode werden die langen Ketten der Kunststoffe unter Anwesenheit eines Katalysators mittels Wasserstoff gespalten. Bei diesem Prozess herrschen hohe Temperaturen und ein hoher Druck.

Ein Katalysator erhöht die Geschwindigkeit einer Reaktion, indem die Aktivierungsenergie herabgesetzt wird.

Neben den thermischen Methoden gibt es die Möglichkeit, Kunststoffe mittels Lösungsmittel in Monomere zu zersetzen. Diese solvolytische Methoden eignet sich für Polykondensate und Polyurethane.

Als Polyolefine werden Polymere bezeichnet, deren Ausgangsstoffe Alkene sind. Diese Monomere werden über eine Polymerisation miteinander verknüpft und bilden lange Ketten.

Polykondensate sind Polymere, deren Monomere über eine Kondensationsreaktion miteinander verknüpft werden. Das bedeutet, bei der Verbindung der beiden Monomere wird ein Wassermolekül abgespalten.

Polyurethane sind Polymere, bei deren Bildung Verbindungen, die eine Isocyanatgruppe (Kunststoffrecycling Isocyanatgruppe StudySmarter) aufweisen, mit Alkoholen reagieren.

Wenn Du mehr über das spannende Thema Polymere und die Verknüpfung der Monomere erfahren willst, schaue gerne bei den zahlreichen Erklärungen auf der Plattform vorbei.

In der nachfolgenden Tabelle siehst Du die Vor- und Nachteile des rohstofflichen Kunststoffrecyclings.

VorteileNachteile
Keine Trennung der Kunststoffabfälle vorab notwendigTrennung des Monomergemischs ist kostenintensiv

Energetisches Kunststoffrecycling

Abschließend lernst Du noch das energetische Kunststoffrecycling kennen. Eine andere Bezeichnung, die teilweise benutzt wird, ist thermisches Kunststoffrecycling. Dieses Verfahren kommt zum Einsatz, wenn weder eine werkstoffliche noch eine rohstoffliche Wiederverwertung möglich ist. Hier bietet sich die energetische Wiederverwertung an, da Kunststoffe reich an Energie sind.

Bei dieser Art des Recyclings werden die Kunststoffe verbrannt, sodass Wärmeenergie frei wird. Dabei bilden sich jedoch auch umweltschädliche und giftige Substanzen. Der Anteil der entstehenden Nebenprodukte wird möglichst gering gehalten. Zudem fangen Filter und Wäscher im Nachgang diese schädlichen Stoffe auf.

Prinzipiell ist die energetische Verwertung für jedes Kunststofferzeugnis und jede Art Kunststoff nutzbar. Zum Einsatz kommt es jedoch vor allem bei Duroplasten und Elastomeren. Denn für solche Kunststoffe gibt es derzeit keine andere Möglichkeit des Recyclings.

Duroplasten, Elastomere und Thermoplasten sind verschiedene Arten von Kunststoffe. Polymere lassen sich je nachdem, wie ihre physikalischen Eigenschaften sind, klassifizieren. Wenn Du mehr über die unterschiedlichen Kunststoffe wissen willst, schaue gern die Erklärungen dazu an.

Hier siehst Du einige Vor- und Nachteile:

VorteileNachteile
niedrige KostenBildung von schädlichen und giftigen Substanzen
kein vorheriges Sortieren nötigZerstörung der Produkte sowie Rohstoffe
Gewinn von Energie in Form von Wärme
bei allen Kunststoffen einsetzbar

Kunststoffrecycling und der Kreislauf der Kunststoffe

Kunststoffrecycling ist ein zentraler Bestandteil des Kreislaufs von Kunststoffen. Durch die Verwertung der Kunststoffe mittels der verschiedenen Verfahren, die Du kennengelernt hast, ist die Bildung eines Kreislaufs möglich.

Der erste Schritt findet bei Dir zu Hause statt, indem Du Verpackungen und Kunststoffabfälle in den Gelben Sack beziehungsweise in die Gelbe Tonne entsorgst. Nachdem die Gelben Säcke oder Gelben Tonnen von der Müllabfuhr geholt, genauer gesagt geleert wurden, wird der Abfall in einem zweiten Schritt in speziellen Anlagen sortiert. Diese Maschinen nutzen Nahinfrarot, sodass nach der Art des Kunststoffs kategorisiert werden kann. Anschließend werden die Kunststoffe gruppenweise zusammengepresst.

Scanner, die mithilfe von Nahinfrarot arbeiten, erkennen anhand der Reflexion des Lichts die unterschiedlichen Kunststoffarten.

Im dritten Schritt erfolgt die Zerkleinerung und Säuberung dieser grob vorsortierten Kunststoffe. Anschließend werden die Kunststoffe nach der Dichte ihres Materials unterschieden. Schließlich liegen Kunststoffe einer Art, welche keine Störstoffe mehr enthalten, vor. Danach folgt das Trocknen. Das ist der vierte Schritt.

Das Schmelzen und Granulieren bildet der fünfte Schritt.

Im letzten Schritt entstehen aus dem Granulat neue Produkte, wie Folien oder Boxen aus Kunststoff. Diese Ware kann von den Verbrauchern wieder gekauft und am Ende wieder in die Gelbe Tonne entsorgt werden. Der Kreislauf schließt sich.

Laut Umweltbundesamt wurden im Jahr 2019 33% der Kunststoffabfälle, welche im privaten Bereich anfielen, mittels des werkstofflichen oder rohstofflichen Verfahren wiederverwertet. Im Gegensatz dazu lag der Anteil der industriellen Kunststoffabfälle bei 47%. Es kann nur ein geringerer Anteil an Kunststoff aus privaten Haushalten recycelt werden, da diese Abfälle meist beschmutzt und als Mischung anfallen. Deswegen spielt die Mülltrennung auch eine beachtenswerte Rolle.

Kunststoffrecycling – Das Wichtigste

  • Kunststoffrecycling beschreibt die Wiederverwertung von entsorgten Kunststoffen.
  • Bei dem werkstofflichen Verfahren entstehen aus Kunststoffabfällen neue Produkte und Materialien.
  • Beim rohstofflichen Verfahren werden die Polymerketten der Kunststoffe aufgespalten, sodass wieder die Ausgangsstoffe und neue Rohstoffe vorliegen.
  • Das energetische Verfahren erzeugt Wärmeenergie, indem die Kunststoffabfälle verbrannt werden.
  • Kunststoffrecycling bildet einen zentralen Bestandteil des Kunststoffkreislaufs.

Nachweise

  1. muelltrennung-wirkt.de: Recyclingkreislauf Kunststoff. (19.07.2022)
  2. lubw.baden-wuerttemberg.de: Verwertung von Kunststoffen. (19.07.2022)
  3. bvse.de: Kunststoffrecycling. (19.07.2022)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Kunststoffrecycling

Kunststoffe können mithilfe von drei Verfahren recycelt werden. Es gibt folgende Verfahren:

  • werkstoffliches Verfahren
  • rohstoffliches Verfahren
  • energetisches Verfahren

Es gibt drei Arten von Kunststoffrecycling. Beim werkstofflichen Verfahren entstehen aus Kunststoffabfällen neue Produkte und Materialien. Beim rohstofflichen Verfahren werden die Polymerketten der Kunststoffe aufgespalten, sodass wieder die Ausgangsstoffe und neue Rohstoffe vorliegen. Das energetische Verfahren erzeugt Wärmeenergie, indem die Kunststoffabfälle verbrannt werden.

Es können nicht alle Kunststoffe recycelt werden. Manche Kunststoffe, wie Duroplasten und Elastomer, können nur energetisch verwertet werden.

Ein Problem des Kunststoffrecyclings ist, dass die Kunststoffe für die werkstoffliche Verwertung nicht gemischt sein dürfen, sondern nur eine Art Kunststoff vorliegen darf. Zudem lassen sich nicht alle Kunststoffe schmelzen, sodass diese nur energetisch verwertet werden können.

Finales Kunststoffrecycling Quiz

Frage

Welche Probleme bereiten Kunststoffe?

Antwort anzeigen

Antwort

Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar. Aufgrund dessen können sie eine schädigende Wirkung auf die Umwelt und die Tierwelt haben.

Frage anzeigen

Frage

Was ist Kunststoffrecycling?

Antwort anzeigen

Antwort

Kunststoffrecycling beschreibt die Wiederverwertung von entsorgten Kunststoffen, damit aus diesem Abfall neue Produkte und Materialien aus Kunststoff hergestellt werden können.

Frage anzeigen

Frage

Welche Verfahren zum Wiederverwerten von Kunststoffen gibt es?

Antwort anzeigen

Antwort

Es gibt das werkstoffliche, das rohstoffliche und energetische Verfahren.

Frage anzeigen

Frage

Das (1) ... Kunststoffrecycling ist ein Verfahren, bei dem alte Kunststoffe verarbeitet werden. Aus den Kunststoffabfällen entstehen neue Materialien oder Kunststoffprodukte. Bei dieser Art der Verwertung bleibt die (2) ... des alten Kunststoffs bestehen. Somit verändert sich die (3) ... nicht.

Antwort anzeigen

Antwort

1) werkstoffliche

2) Zusammensetzung der Makromoleküle

3) chemische Struktur

Frage anzeigen

Frage

Beschreibe den Verlauf des werkstofflichen Verfahrens.

Antwort anzeigen

Antwort

Die Kunststoffe werden zunächst zerkleinert. Danach erfolgt das Einschmelzen des Granulats. Schließlich bildet sich eine neue Gestalt aus.

Frage anzeigen

Frage

Nenne je ein Vor- und ein Nachteil des werkstofflichen Verfahrens.

Antwort anzeigen

Antwort

Vorteil: kaum Müll und Reste

Nachteil: nur Wiederverwertung von Abfällen, die aus einer Sorte Kunststoff bestehen

Frage anzeigen

Frage

Was passiert beim rohstofflichen Verfahren?

Antwort anzeigen

Antwort

Beim rohstofflichen Verfahren werden die Polymerketten der Kunststoffe aufgespalten, sodass wieder die Ausgangsstoffe und neue Rohstoffe vorliegen.

Frage anzeigen

Frage

Welche Kunststoffe können rohstofflich recyclet werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Polyolefine, Polykondensate und Polyurethane

Frage anzeigen

Frage

Welche Problematik entsteht beim werkstofflichen Kunststoffrecycling?

Antwort anzeigen

Antwort

Für diese Methode werden saubere Abfälle, die aus einer Art Kunststoff bestehen, benötigt.

Frage anzeigen

Frage

Duroplasten und Elastomer eignen sich besonders gut für das rohstoffliche Verfahren. Wahr oder falsch?

Antwort anzeigen

Antwort

Falsch

Frage anzeigen

Frage

Was ist das energetische Verfahren?

Antwort anzeigen

Antwort

Das energetische Verfahren ist eine Möglichkeit zur Verwertung von Kunststoffabfällen, indem die Kunststoffe verbrannt werden, sodass Wärmeenergie frei wird.

Frage anzeigen

Frage

Bei diesem Verfahren werden die Kunststoffe verbrannt, sodass (1) ... frei wird. Dabei bilden sich jedoch auch (2) ... . Der Anteil der entstehenden Nebenprodukte wird möglichst gehalten. Zudem fangen (3) ... im Nachgang diese schädlichen Stoffe auf.

Antwort anzeigen

Antwort

1) Wärmeenergie

2) umweltschädliche und giftige Substanzen

3) Filter und Wäscher

Frage anzeigen

Frage

Welche Vorteile hat das energetische Verfahren?

Antwort anzeigen

Antwort

  • kein vorheriges Sortieren nötig
  • niedrige Kosten
  • bei allen Kunststoffen einsetzbar

Frage anzeigen

Frage

Nenne die Schritte des Kunststoffkreislaufs.

Antwort anzeigen

Antwort

1. Sammlung des Kunststoffabfalls

2. Sortieren und Pressen der Kunststoffabfälle

3. Zerkleinerung, Säuberung und Unterscheidung nach der Dichte

4. Trocknen

5. Schmelzen und Granulieren 

6. Herstellung neuer Produkte

Frage anzeigen

Frage

Das energetische Verfahren ist die erste Wahl beim Kunststoffrecycling. Wahr oder falsch?

Antwort anzeigen

Antwort

Falsch

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