Polyethylen ist mengenmäßig der bedeutendste Kunststoff weltweit und gleichzeitig einer der häufigsten Bestandteile von Post-Consumer-Kunststoffabfällen. Bislang lässt sich PE nur begrenzt in hochwertige Folgeprodukte überführen – mechanisches Recycling stößt bei verschmutzten oder gemischten Fraktionen schnell an qualitative Grenzen. Am Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) in Rostock verfolgt ein Forscherteam nun einen chemisch-katalytischen Ansatz, der PE direkt als Rohstoff für die Nylon-Herstellung nutzbar machen soll.
Den Wissenschaftlern gelang es, Polyethylen unter milden Reaktionsbedingungen selektiv in Dicarbonsäuren umzuwandeln. Dicarbonsäuren wie Adipinsäure sind zentrale Bausteine für die Synthese von Polyamiden (PA), insbesondere PA 6.6. Industriell werden diese Verbindungen bislang überwiegend aus Erdöl gewonnen. Bemerkenswert an dem LIKAT-Verfahren ist, dass die Reaktion ohne Katalysator auskommt – was prozessseitig den Aufwand für Katalysatorrückgewinnung und potenzielle Kontaminationen reduziert.
Für die Kunststoffrecycling-Branche und die Polyamid-Produktion ist der Ansatz aus mehreren Gründen relevant: Erstens adressiert er PE-Fraktionen, die für das mechanische Recycling häufig ungeeignet sind und bislang thermisch verwertet oder deponiert werden. Zweitens schafft das Verfahren einen direkten Pfad vom Kunststoffabfall zu einem technisch hochwertigen Polymer-Vorprodukt – ein klassisches Upcycling-Szenario, das sowohl ökologisch als auch ökonomisch attraktiv ist.
Das LIKAT-Team arbeitet derzeit daran, die Selektivität der Reaktion weiter zu erhöhen und die zugrundeliegenden Reaktionsmechanismen aufzuklären. Langfristiges Ziel ist die Übertragung des Verfahrens in den Technikumsmaßstab. Dieser Schritt ist entscheidend, um die technische und wirtschaftliche Skalierbarkeit zu bewerten und das Verfahren für eine industrielle Anwendung zu qualifizieren.
Der Ansatz fügt sich in eine wachsende Zahl von Forschungsinitiativen ein, die chemisches Recycling und Upcycling von Polyolefinen vorantreiben. Neben Pyrolyse- und Solvolyse-Verfahren, die bereits näher an der Industriereife sind, gewinnen selektive Oxidations- und Funktionalisierungsreaktionen zunehmend an Bedeutung – insbesondere wenn sie, wie im LIKAT-Fall, ohne aufwändige Katalysatorsysteme auskommen. Für Compoundeure und Kunststoffverarbeiter, die mit Rezyklaten arbeiten, könnten solche Verfahren mittelfristig neue, qualitativ hochwertige Sekundärrohstoffe erschließen.
Quelle: idw – Umwelt/Ökologie – http://idw-online.de/de/news880362
