Recycling von kunststoffen

Hamburg, 08. Januar 2001                                                   RECYCLING VON KUNSTSTOFFEN     schriftliche Ausarbeitung für das Fach Chemie an der Schule G17 in Hamburg von:   Lars Kerstupeit                   ã2000 by Lars Kerstupeit GLIEDERUNG     EINLEITUNG 1   WAS SIND KUNSTSTOFFE   Aufbau 2   physikalische Eigenschaften 2   Herstellung von Kunststoffen (allgemein) 3   Herstellung von Kunststoffen (spezifisch) 3 Polymerisation 3 Polyaddition 4 Polykondensation 5   Hilfsmittel 5   RECYCLING   Vorteil als Schwäche 7   Ökonomie und jüngere Geschichte 7   Sammeln, Trennen, Lagern 8   Abbaubare Polymere 8 natürlicher Abbau 8 labile Bausteine 9   stoffliches Recycling 11 Pyrolyse 11 Hydrierung 12 Vergleich zwischen Hydrierung und Pyrolyse 13   energetisches Recycling 14 3.6.1. Verbrennung 14   FREMDWORTSAMMLUNG 15   5. ABKÜRZUNGEN 16   6.

LITERATURNACHWEIß 17   7. ANHANG: Chronologische Geschichte der Kunststoffe       EINLEITUNG     Zunehmend gelangen unsere Mülldeponien an ihre Grenzen, zum einen von ihrer Kapazität her, zum anderen was die ökologische Vertetbarkeit angeht. Als ein besonderes Problem haben sich Kunststoffe herausgestellt, da diese in der Regel nicht biologisch abbaubar sind und somit auf Deponien ewig verweilen.   Das Recycling von Kunststoffen ist eine Herausforderung an jeden einzelnen, die Gesellschaft, den Staat und die Industrie.   Die folgenden Seiten geben zunächst einen Einblick, was Kunststoffe sind und wie sie hergestellt werden. Daraufhin beschäftigt sich diese Ausarbeitung mit einigen der vielfältigen Möglichkeiten für eine sinnvolle Verwertung von Kunststoffen.

WAS SIND KUNSTSTOFFE ?     2.1. Aufbau   Kunststoffe sind makromolekulare (griech. makros = groß) organische Werkstoffe (d.h. sie enthalten mehr als 1000 Atome und haben eine Molekülmasse > 10000 g/mol), die durch Umwandlung von Naturprodukten (z.

B. Kautschuk) oder vollsynthetisch aus niedermolekularen Stoffen hergestellt werden (s. 2.3). Ihre Eigenschaften beruhen in erster Linie auf dem strukturellen Aufbau und dem Grad der Vernetzung und erst in zweiter Linie auf der chemischen Zusammensetzung. Kunststoffe sind fadenförmig oder vernetzt aufgebaut, wobei die Verknüpfung über Kohlenstoffketten oder über Heteroatome (Sauerstoff-, Stickstoff-, Schwefelatome) erfolgen kann.

Kunststoffe zeichnen sich durch eine relativ geringe Dichte, recht hohes elektrisches Isolationsvermögen, chemische Resistenz gegen feuchte Luft und Säuren, sowie leichte Verarbeitbarkeit aus. Gegenüber den Metallen sind sie weniger Wärmeformbeständig und von zum Teil erheblich geringer mechanischer Festigkeit.   physikalische Eigenschaften   Man unterscheidet nach physikalischen Eigenschaften:   ® Thermoplastische Kunststoffe diese sind ausschließlich aus linearen Makromolekülen aufgebaut. Sie fließen beim Erwärmen und können daher wiederholt verformt werden ( z.B. Polyethylen).

  ® Duroplastische Kunststoffe härten irreversibel aus durch Ausbildung dreidimensional stark vernetzter Makromoleküle. Die einmal nach Erkalten erhaltene Form kann nur minimal verändert werden. Beim Erwärmen zersetzen sich Duroplaste ohne vorheriges erweichen ( z.B. Phenoplaste).   ® Elastomere sind formfest, aber elastisch stark verformbar, da sie nur sehr weitmaschig vernetzt sind; in bestimmten Temperaturbereichen sind sie Thermoplastisch.

              Herstellung von Kunststoffen (allgemein)   Alle Kunststoffe sind wie die Makromoleküle der Natur (Eiweiß, Stärke, Cellulose) aus einem Grundbaustein, dem Monomer, das in massenhafter Aneinanderreihung (siehe Polyaddition 2.4.), oder auch Vernetzung den hochmolekularen Stoff, das Polymer bildet. So bildet z.B. das Ethylenmolekül in n-facher Verkettung das Polyethylen (siehe auch Polymerisation 2.

4.). Je nach Herkunft bzw. Herstellung unterscheidet man zwischen:   ® halbsynthetischen Kunststoffen dies sind abgewandelte Naturprodukte ( z.B. Celluloseester u.

–ether)   ® vollsynthetischen Kunststoffen Herstellung erfolgt aus niedermolekularen Substanzen durch · Polymerisation · Polyaddition · Polykondensation   Bei der Herstellung fallen die polymeren Rohprodukte zunächst als Lösungen, Emulsionen, Flüssigkeiten, Perlen oder Blöcke an. Diese dienen dann als Grundstoffe für Lacke und Klebemittel. Die Umwandlung der polymeren Rohprodukte in praktikable (verwendbare) Kunststoffe erfordert den Zusatz von Hilfsmitteln (siehe 2.5).     Herstellung von Kunststoffen (spezifisch)   Polymerisation   Bei der Polymerisation gehen ungesättigte Monomere unter dem Einfluß von Katalysatoren und unter Auflösung ihrer Mehrfachbindung in Polymere über. Die Polymerisation ist eine Kettenreaktion, die Monomeren lagern sich dabei zu langen Fadenmolekülen unterschiedlichen Polymerisationsgrades zusammen.

Der Polymerisationsgrad bestimmt die Eigenschaften des entstehenden Kunststoffs und soll im Endprodukt möglichst innerhalb eines engen Bereichs liegen. Bei der Polymerisation gibt es vier Möglichkeiten die Kettenreaktion auszulösen, die   · radikalische Polymerisation wird durch Radikalbildner ausgelöst (z.B. organische Peroxide).   · koordinative Polymerisation mit bestimmen Katalysatoren (z.B.

Aluminiumtrialkylen) zeichnet sich durch sehr einheitliche Endprodukte aus.   · Mischpolymerisation, hier werden zwei oder mehr verschiedene Monomere eingesetzt, dadurch lassen sich die Eigenschaften der entstehenden Polymerisate in weiten Grenzen variieren.   · ionische Polymerisation, hier sind die Reaktionsträger Ionen. Zur Startreaktion ist nur eine geringe Aktivierungsenergie nötig, daher können ionische Polymerisationen unter Mitwirkung von Lewis-Säuren ( z.B. Bortriflourid BF3) als Katalysatoren bei sehr niedriger Temperatur ablaufen, z.

B. Polymerisation von 2-Methylpropen (Isobuten) bei -70°C ( siehe Abb. unten). Der Kettenumbruch kann durch Rückbildung des Katalysators oder auch durch Zusätze erfolgen, die mit Ionen neutrale Verbindungen bilden ( siehe Abb. unten).           Polyaddition   Die Polyaddition führt durch (vielfach wiederholte) Aneinanderlagerung (Addition) gleichartiger oder verschiedener Monomere zu höhermolekularen Verbindungen (Polyaddukten).

Der Reaktionsmechanismus läuft dabei unter Protonenwanderung ab (siehe Abb.)       Voraussetzung für eine Polyaddition ist das Vorhandensein mehrerer reaktionsfähiger Gruppen im Molekül des Monomeren, z.B. Hydroxyl-, Amino-, oder Carboxylgruppen (-OH, -NH2. –COOH). Die Polyaddition verläuft ohne Abspaltung niedermolekularer Produkte.

Im Gegensatz zur Polymerisation findet bei der Polyaddition eine Umlagerung im Molekül des Monomeren statt. Die Bindungen zwischen den einzelnen Monomeren werden bei der Polyaddition ausschließlich durch Heteroatome wie Sauerstoff-, Stickstoff-, oder Schwefelatome gebildet.     Polykondensation   Die Polykondensation beruht auf einer vielfach wiederholten Kondensationsreaktion zwischen Molekülarten (z.B. Dialkohole, Dicarbonsäuren) unter gleichzeitigem Freiwerden von niedermolekularen Spaltprodukten (Wasser, Alkohole, Salzsäure). Im Gegensatz zur Polymerisation ist die Polykondensation keine Kettenreaktion, d.

h. jeder einzelne Polykondensationsschritt benötigt eine bestimmte Energiezufuhr.     Hilfsmittel   ® Füllstoffe werden als Streckmittel und zur Verbesserung mechanischer Eigenschaften eingesetzt.   ® Stabilisatoren verhindern Abbaureaktionen durch Wärme, Oxidation, Licht oder UV-Strahlen( z.B. bei PVC: Blei-, Cadmium- oder Bariumsalze u.

a.)   ® Gleit- und Trennmittel verbessern die Bearbeitungseigenschaften. Übliche Gleitmittel sind hauptsächlich Wachse und Metallstearate. Verwendete Trennmittel sind u.a. Talkum, Seifenlösungen und Wachslösungen.

  ® Weichmacher bewirken eine Erhöhung der Plastizität und eine verringerte Härte bei Thermoplastischen Kunststoffen. Weichmacher sind meist esterartige Stoffe, welche gleich bei der Polymerisation (innere Weichmacher) eingebaut, oder nachträglich (äußere Weichmacher) zugegeben werden. Äußere Weichmacher wirken wie Lösungsmittel. Sie werden bei Anwendung geringer Mengen über Nebenvalenzen gebunden, quellen den Kunststoff auf und führen ihn in einen Gelzustand über. Kunststoffe können bei Kontakt mit anderen Stoffen Weichmacher „abgeben“. Damit können sich Gewicht, Abmessungen und andere Eigenschaften ändern, bzw.

die Umgebung kann nachteilig beeinflusst werden. Daher können gegen den Einsatz von Weichmachern in Lebensmittelverpackungen gesundheitliche Bedenken bestehen. Ein Auszug aus dem „Kunststoff Lexikon“ (s. Literaturnachweis) zum Begriff der „physiologischen Unbedenklichkeit“:   „Kunststoffe werden als hochmolekulare Stoffe vom menschlichen Organismus nicht resorbiert. Sie sind deshalb insoweit im Sinne des Lebensmittelgesetzes unschädlich. Dagegen können Anteile an Monomeren, Polymerisations- oder Verarbeitungshilfsmitteln wie Härtern, Stabilisatoren, Gleitmitteln sowie Füllstoffen, Farbstoffen, Weichmachern als z.

T. lösliche und resorbierbare Produkte nachteilige Wirkungen ausüben oder doch ungewiß in ihrer Auswirkung im Organismus sein. Außerdem dürfen die Lebensmittel weder geruchlich noch geschmacklich durch die Bedarfsgegenstäde beeinträchtigt werden. Das Lebensmittelgesetz der Bundesrepublik Deutschland sieht deshalb Positivlisten der Kunststoffe und Beimischungen vor, die als physiologisch unbedenklich angesehen werden können, bzw. es legt Grenzwerte fest für zulässige Anteile an Fremdstoffen oder an abgegebenen Produkten (z.B.

Formaldehyd, Styrol). Bei Verpackungstoffen spielen außerdem die Licht, die Gas und die Wasserdampf-Durchlässigkeit eine bedeutende Rolle. [...] Die volle Verantwortung für die richtige Auswahl des Kunststoffs liegt beim Endverarbeiter, der erst den Einsatzzweck voll übersehen kann, und der in vielen Fällen auch erst die Qualität des Bedarfsgegenstandes prägt.

Das Gesetz enthält lediglich Empfehlungen. Wer sich danach richtet, ist im allgemeinen der Beweißpflicht enthoben, die ihm aber dann voll zufällt, wenn er nicht- `empfohlene` Stoffe verwendet oder gesetzte Grenzen überschreitet. Kennzeichnung von Bedarfsgegenstände im Sinne des Lebensmittelgesetzes mit RAL-Registriernummer s. DIN 7725, 10955.“   RECYCLING     Vorteil als Schwäche   Um komplexe Kunststoffe mit spezifischen, gewollten Eigenschaften herzustellen, haben Ingenieure und Naturwissenschaftler sich einzelne Teile des Kohlenstoffs, die von natürlichen Rohstoffen stammen, bedient. Dabei wurde nicht beachtet, dass diese Polymere ökologisch abbaubar sein müssen.

Die auf der einen Seite erwünschte Haltbarkeit von Kunststoffen macht sie auf der anderen Seite in der Regel für Abbaureaktionen im Wasser oder im Boden unzugänglich. Aus diesem Grunde muss der Mensch Lösungen finden, die Kunststoffe entweder wieder zu verwerten oder sie in den natürlichen Ökokreislauf zurückzuführen. Man unterscheidet folgende Lösungswege:   · Abbau von Kunststoffen · energetisches Recycling · stoffliches Recycling     Ökonomie und jüngere Geschichte   Das Recycling von Werkstoffen hat auch immer was mit Ökonomie zu tun, d.h. bis 1989 wurden Werkstoffe aus gebrauchten Gütern nur dann in den Pruduktionsgang zurückgeführt, wenn die Erlöse die Kosten zumindest gedeckt haben. Ein gutes Beispiel hierfür liefert die Autoindustrie.

Die Reste der Massen an Altautos verschwinden sofort und zwar ohne das öffentliche Mittel in Anspruch genommen werden, dies liegt daran (Stand 1989), dass bisher in kritischen Zeiten der höhere Wert der wiedergewonnenen Buntmetalle die Defizite beim Stahl- und Eisenschrott zumindest mitgetragen hat. Nun schwillt allerdings in allen Ballungszentren der Industrienationen die Übervölkerung einerseits und der Werkstoffverbrauch andererseits lawinenartig an, so dass Probleme mit der Entsorgung entstehen. Deutschland verfügt in seinem Westteil nur über eine beschränkte Verbrennungskapazität, welche allerdings durch verschärfte Emissionsgesetze weiter verringert wurde. Die nach wie vor wichtigste Entsorgungsmöglichkeit ist das Deponieren, es ist mit 40DM/t bis 100DM/t die billigste Entsorgungsvariante. Allerdings kommt es vor allem in Deutschland schnell zu einer Erschöpfung der vorhandenen Deponien und damit wird die Frage immer drängender, wohin mit dem Müll. Mehr oder weniger, und vor allem in Ballungsgebieten ist dies weltweit das gleiche Problem.

Hierdurch wird die Ökologie zu einer die Ökonomie zunehmenden übertreffenden Triebkraft. Das Bundesabfallgesetz der BRD verlangt die Vermeidung von Abfall und wenn die nicht möglich ist, die darin enthaltenen Wertstoffe wiederzugewinnen (Recycling von Kunststoffen S.55, s. Literaturnachweis). Am 10.11.

1989 wurde dem ein Beschluß des Bundesrats nachgeschoben, der umweltfreundliche Rohstoffe für die Herstellung der Kunststoffe fordert. Bereits ein Jahr früher war dem eine Verordnung vorausgegangen, die die Rücknahme und Pfanderhebung von Getränkeverpackungen (BGB1 I S.2455) fordert. Allerdings wurde diese Verordnung wenig später durch das erlassene Verpackungsgesetz überholt. Diese verlangt die Rücknahme jeder Überverpackung durch den Handel bzw. der Industrie.

      Sammeln, Trennen, Lagern   Bevor Kunststoffe jedoch dem eigentlichem Recycling zugeführt werden können, müssen diese „pur“ vorliegen, d.h. sie müssen von Fremdstoffen, wie z.B. Metallen und Farben usw. getrennt werden.

Diese Aufgabe übernimmt in Deutschland (im Bereich Hausmüll) vorwiegend das „Duale System Deutschland“, da allerdings die Trennvorgänge größtenteils physikalisch ablaufen, sind sie für die chemische Betrachtung nicht weiter von Belangen. Bei den folgend vorgestellten Verfahren hat das „Trennverfahren“ meistens schon statt gefunden.     Abbaubare Polymere   3.4.1. natürlicher Abbau   Bei dem Gedanken des „natürlichen Abbaus“ geht man davon aus, dass das stoffliche Recycling zwar ein sehr wichtiger Aspekt des Kunststoffrecyclings ist, aber an seine Grenzen stoßen wird, da lediglich 25% des Kunststoffmülls wiederverwertbar sind (z.

B. PET- und PE-Flaschen).   Der größte Teil des anfallenden Mülls setzt sich allerdings aus verschiedenen Kunststoffarten zusammen (diese werden Blends genannt). Diese Materialien müssen also so modifiziert werden, dass sie, einmal deponiert, rasch zu Substanzen abgebaut werden, welche die Natur in ihrem Ökokreislauf einbeziehen kann. Das führt zu dem Konzept, neue abbaubare Materialien herzustellen. Materialien wie Kunststoffe, die hervorragende Eigenschaften besitzen und unter den richtigen Bedingungen wie ihre organischen Gegenstücke zerfallen.

Also Materialien/ Kunststoffe die kompostierbar sind, d.h. im biologischen Kohlenstoff-Kreislauf (s. Abb.) sollten sie völlig abgebaut werden. labile Bausteine   Abbaubare Kunststoffe müssen in der Polymerkette labile Bausteine enthalten, an denen eine · photochemische, · biologische oder · chemische   Zersetzungsreaktion ansetzen kann.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, solche Bausteine als Additive in den Kunststoff einzubringen. Obgleich abbaubare Kunststoffe in biologisch, photochemisch oder chemisch abbaubare unterteilbar sind, darf man nicht davon ausgehen, dass sich diese Mechanismen gegenseitig ausschließen. Sie sollten gemeinsam wirken, d.h. gleichzeitig oder aufeinanderfolgend.     ® photochemisch abbaubare Kunststoffe Lichtempfindliche Gruppen oder Additive enthaltende Polymere zerfallen unter dem Einfluss von Sonnenlicht in einem über radikale ablaufenden Prozess zu kürzeren Kettenbruchstücken.

Diese können durch Mikroorganismen (biologischer Abbau), fortschreitenden Photoabbau, oder chemische Reaktion weiter zersetzt werden. Tabelle 1 gibt eine Übersicht über die photochemisch abbaubaren Polymersysteme (Stand 1989).   ® biologisch abbaubarer Kunststoff Als biologischen Abbau bezeichnet man den Abbau organischer Stoffe durch Mikroorganismen. Es gibt eine Reihe biologisch abbaubarer Kunststoffe. Auf eine Gattung der Polymere natürlicher Herkunft soll hier etwas näher eingegangen werden. Den Kunststoffen auf Basis von Cellulose und Stärke.

Natürliche Biopolymere wie Cellulose und Stärke sind problemlos biologisch abbaubar.           Sie zersetzen sich nur im Boden, in Abwässern und im Meer. Der Einbau von Biopolymeren dieses Typs in synthetische Polymere müßte theoretisch zu einer neuen Generation biologisch abbaubarer Kunststoffe führen. Natürliche Polymere bieten den wasserlöslichen Enzymsystemen der Mikroorganismen einen „Ankerplatz“ auf der Polymeroberfläche. An einem solchem Ausgangspunkt kann man eine enzymatische Reaktion ansetzen, die zum Zusammenbruch der synthetischen Polymerketten führt. Das natürliche Polymer dient als Kohlenstoffquelle für Mikroorganismen, die dadurch unspezifisch oxidierend wirkende Enzyme freisetzen, die ihrerseits die synthetischen Makromoleküle angreifen und biologisch zersetzen können.

  ® chemisch abbaubarer Kunststoff Zur Gruppe der chemisch abbaubaren Kunststoffe gehören solche, die aufgrund der Anwesenheit geringer Mengen bestimmter Additive empfindlicher gegenüber definierten (z.B. Oxidation) Angriffen sind.   3.5. stoffliches Recycling   Pyrolyse   Pyrolyse, die thermische Zersetzung chemischer Substanzen, bei der aus höhermolekularen Verbindungen durch Spaltung chemischer Bindungen und zahlreiche Folgereaktionen (Umlagerungen u.

a.) niedermolekulare Stoffe entstehen. Pyrolytische Vorgänge treten v.a. beim Erhitzen organischer Materialien auf. [.

..] Neuerdings gewinnen auch pyrolytische Verfahren zur Gewinnung von chemischen Rohstoffen aus Altmaterialien, z.B. aus Kautschukprodukten (gebrauchten Kfz-Reifen usw.) an Interesse.

[ SCHÜLER DUDEN ]   Ergänzend ist zu sagen, dass die Pyrolyse die thermische Zersetzung unter Luftausschluss oder zumindest Sauerstoffunterschuss bei gleichzeitiger Produktion von Pyrolyseölen und –gasen ist. Die Pyrolyseöle und Gase können dann zur chemischen Nutzung oder Energieerzeugung herangezogen werden.   Auch getrockneter Klärschlamm, der hohe Anteile an Eiweißstoffen und Lipiden enthält, läßt sich durch Pyrolyseprozesse in Gas, Öl und Koks umwandeln. Hier wird ein Prozess, der in der Natur bei der Entstehung von Erdöl Jahrmillionen gebraucht hat in wenigen Minuten oder Sekunden nachvollzogen.   Die Pyrolyse wird oft angewendet, wenn die unter 3.3.

erwähnte Trennung gar nicht, oder nur sehr eingeschränkt möglich ist. Ihr Vorteil gegenüber einer Verbrennung ( s. 3.6.1.) liegt darin, dass das Volumen der Spaltgase gegenüber den Rauchgasen von Verbrennungsanlagen um den Faktor 5 bis 20 reduziert werden kann, was zu erheblichen Einsparungen bei der Gasreinigung führt, zumal die klassische Verbrennung durch erhöhte Auflagen zur Emmissionsminderung ihren Kostenvorteil verliert.

Darüber hinaus gelingt es in einigen Verfahren, hochwertige Chemiestoffe zurückzugewinnen. Erschwert wird das Durchführen der Pyrolyse durch den Umstand, dass Kunststoffe sehr schlechte Wärmeleiter sind, zum Zersetzen der Makromoleküle jedoch teilweise erhebliche Energien aufzuwenden sind.   Die Mehrzahl von Pyrolyse-Versuchsanlagen wurde nach kurzer Betriebszeit stillgelegt, da das regionale Kunsstoffaufkommen so gering war, dass sich der Bau einer großtechnischen Anlage nicht rentierte. In mehreren Ländern werden zudem Deponiekosten geringer als die Pyrolysekosten angesehen. Jedoch liefert jede Erdölverteuerung neue Impulse für das stoffliche Recycling. Dies stärkt auch die Einführung der Pyrolysetechnik.

Hydrierung   Bei der Hydrierung können durch Einführung von Wasserstoff flüssige und feste organisch synthetische Abfälle in hochwertige Kohlenwasserstoffe überführt werden. Damit wird ein Rohstoff für die Petrochemie (Weiterverarbeitung organischer Grundstoffe auf Erdöl- und Erdgasbasis) gewonnen, der allen Weiterverarbeitungswegen gerecht wird. In der Regel erfolgt die Einführung durch Addition. Zur Aktivierung des Wasserstoffs sind Katalysatoren erforderlich.       Einige Merkmale des zu hydrierenden Kunststoffs bestimmen die mögliche Ölausbeute wesentlich.   · Chlor-, Sauerstoff-, und Stickstoffgehalt der Kunststoffe.

Reines PVC z.B. wird durch Hydrierung zum Überwiegenden Teil in Chlorwasserstoff, ein im Sinne der raffinerietechnischen Weiterverarbeitung nicht erwünschtes Hauptprodukt überführt.  · Farbpigmente, Füllmaterialien, organische Stabilisatoren, verschiedene Komponenten in Verbundwerkstoffen, werden nicht hydriert und stellen Ballast dar.   · anhaftender Schmutz 3.5.

3. Vergleich zwischen Hydrierung und Pyrolyse   In der Abbildung unten ist die Chemie der Hydrierung und der Pyrolyse vergleichend dargestellt. Der Unterschied wird bereits in den Reaktionsbedingungen deutlich. Während die Hydrierung unter hohem Wasserstoffdruck abläuft, erfordert die Pyrolyse lediglich den Ausschluss von Sauerstoff, wodurch die Oxidation, d.h. das Verbrennen der Produkte vermieden wird.

Es sind jedoch wesentlich höhere Temperaturen als bei der Hydrierung erforderlich. Diese Unterschiede in den Reaktionsbedingungen sind für die Zusammensetzung der Endprodukte und deren Eigenschaften von entscheidender Bedeutung. D.h. bei der Pyrolyse können durch gezielte Druck- und/ oder Temperaturänderung spezifische Endprodukte gewonnen werden. Je nach Veränderung entstehen aromatische Öle, Gase (z.

B. Methan und Ethylen). Bei der Hydrierung entstehen einfache Kohlen- Wasserstoffe, die in ihrer Kettenlänge nicht beeinflussbar sind. Dafür entstehen bei der Hydrierung, mit weniger Energieaufwand, weniger Rückstandsanteile und Gase als bei der Pyrolyse (s. Tab 2).         In der folgenden Tabelle werden die Produkte aus der Pyrolyse und der Hydrierung miteinander verglichen.

Die Betriebsdaten einer Pyrolyse-Versuchsanlage zeigen, dass man beim Einsatz von Polyethylen/ Polypropylen- Gemischen Gasanteile von 51% sowie 6% Rückstand erhält, der vorwiegend aus Teer und Ruß besteht. Die Ölausbeute liegt bei 42%. Beim Einsatz des gleichen PE/PP – Gemisches führt die hydrierende Umsetzung mit 10% zu einer wesentlich niedrigeren Gasbildung und zu einer, aus Sicht der Weiterverarbeitung höheren Ölausbeute, die im dargestelltem Beispiel sogar mehr als 90% beträgt. Ein ähnliches Bild zeigt sich bei der Umsetzung von Kunststoffen aus dem Hausmüll.         energetisches Recycling   Verbrennung   Bei allen Kunststoffabfällen, die durch stoffliches Recycling oder durch Abbau nicht recyclebar sind, wird man zunehmend die Kunststoffe verbrennen müssen. Der Ausdruck energetisches Recycling hat sich hierfür eingebürgert und soll die Nutzung des Wärmeinhalts der Kunststoffe, die praktisch alle brennbar sind ausdrücken.

Der Heizwert von PE zum Beispiel, wie es zu ca. 4% im Hausmüll anfällt, liegt in der Größenordnung von Heizöl. Bei der Verbrennung von Kunststoffen wird im Gegensatz zur Pyrolyse der vorhandene Energiewert direkt genutzt ( s. 3.5.1.

). FREMDWORTSAMMLUNG     Additive Bezeichnung für Stoffe, die anderen Stoffen in kleinen Mengen zugesetzt werden, um ihnen besondere Eigenschaften zu verleihen. Additive sind z.B. Weichmacher.   Enyme sind hochmolekulare Eiweißverbindungen, die biochemische Vorgänge beschleunigen, oder erst ermöglichen.

  Enzymsystem Als Enzymsystem bezeichnet man Gruppen von Enzymen, die zusammengehörende Reaktionsfolgen beschleunigen.   Heteroatome Nichtkohlenstoffatome (z.B. Sauerstoff-, Stickstoff-, Scwefelatome), die in organische Verbindungen anstelle von Kohlenstoffatomen eingebaut sind.   Katalysatoren sind Substanzen, die einen chemischen Vorgang beschleunigen, ohne dabei selbst verbraucht zu werden. Die Beschleunigung erfolgt nicht durch bloße Anwesenheit des Katalysators, sondern vielmehr dadurch, dass der Katalysator bei einem der Reaktionsschritte verbraucht und beim nächsten wieder regeneriert wird.

Für alle katalysierten Reaktionen gilt, dass sie eine geringere Aktivierungsenergie besitzen als die nicht katalysierten. Das erklärt gleichzeitig die erhöhte Reaktionsgeschwindigkeit..   makromoleküle sind sehr große Moleküle überwiegend organischer Natur, die aus einer Vielzahl von Atomen bestehen.   Monomere sind niedermolekulare reaktionsfähige Verbindungen, die sich durch Polymerisation, Polykondensation, oder Polyaddition zu Polymeren verbinden.   Polymere sind makromolekulare aus Zahlreichen Monomeren aufgebaute Verbindungen mit einer Molekülmasse über 1000.

  Polymerisat ist das Endprodukt einer Polymerisation. Der Begriff überschneidet sich mit dem Begriff „Polymere“.   Radikal ist ein Molekülteil, das ein ungepaartes freies Elektron hat. Radikale sind fast immer nur für Bruchteile einer Sekunde beständig. Sie können durch chemische Reaktionen, oder durch Energieeinwirkung von aussen z.B.

UV-Licht entstehen. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Polymerisation, da der Beginn und der Verlauf der Kettenbildung von ihnen abhängt. 5. ABKÜRZUNGEN     Abb. Abbildung   d.h.

das heißt   m/m Masse pro Masse   PE Polyethylen   PET Poly-ethylenglykol-terephtalat   PP Polypropylen   PVC Polyvinylchlorid   siehe   Seite   unten   u.a. unter anderem   usw. und so weiter   UV Ultraviolett   v.a. vor allem   z.

B. zum Beispiel 6. LITERATURNACHWEIß     Dr.-Ing. K. Stoeckhert, Kunststoff Lexikon.

Wien 8.Auflage 1992   Menges/ Michaeli/ Bittner, Recycling von Kunststoffen. München 1992   DUDENVERLAG, SCHÜLER DUDEN. Die Chemie. Mannheim 3.Auflage 1995   Wolfgang Glöckner, Abitur Wissen.

Chemie. Augsburg 1983   www.chemie-online.de   www.hausarbeiten.de   www.

hausaufgaben.de    

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