pte20251015003 in Forschung

PET-Recycling mit stählernen Kugeln gelungen

Laut Forschern des Georgia Institute of Technology zerstört Aufprallenergie feste Bindungen


PET-Flaschen: Recycling ohne Qualitätsverlust möglich (Foto: Hans, pixabay.com)
PET-Flaschen: Recycling ohne Qualitätsverlust möglich (Foto: Hans, pixabay.com)

Atlanta (pte003/15.10.2025/06:10)

Mit einem ungewöhnlichen mechanischen Verfahren zerlegen Forscher des Georgia Institute of Technology leere Flaschen und andere ausgediente Produkte aus dem Kunststoff PET in seine Grundbestandteile. Daraus lassen sich neue Kunststoffprodukte ohne Qualitätseinbußen herstellen, sagen sie. Bei bisherigen Recycling-Verfahren, die vor allem auf Erhitzen beruhen, lässt sich dieses Optimum nicht erreichen.

Kräfte wie in der Kugelmühle

Carsten Sievers und Kinga Gołąbek vermischen PET-Partikel mit festen Chemikalien wie Natriumhydroxid (NaOH, auch Ätznatron genannt) und lassen Stahlkugeln mit großer Kraft auf den Mix prasseln, so wie es in einer Kugelmühle geschieht. Die dabei freiwerdende Energie reicht aus, die chemischen Bindungen des Kunststoffs aufzubrechen, ohne dass gefährliche Lösungsmittel erforderlich sind. Der Prozess funktioniert energiesparend bei Raumtemperatur, so die Experten.

"Wir zeigen, dass mechanische Kräfte ausreichen, Kunststoffe auf kontrollierte und effiziente Weise in ihre ursprünglichen Moleküle zu zerlegen. Das könnte das Recycling von Kunststoffen zum nachhaltigeren Prozess machen", sagt Sievers. Um den Prozess zu verstehen, wurden kontrollierte Einzelaufprallversuche durchgeführt und Computersimulationen genutzt, um zu sehen, wie sich die Energie der Stahlkugeln im Kunststoff verteilt und chemische und strukturelle Veränderungen auslösen.

Diese Experimente haben Veränderungen in der Struktur und Chemie von PET in winzigen Bereichen gezeigt, die unterschiedlichen Drücken und Temperaturen ausgesetzt waren. Die Kartierung dieser Veränderungen brachte neue Erkenntnisse darüber, wie mechanische Energie schnelle und effiziente chemische Reaktionen auslöst. "Dieses Verständnis könnte Ingenieuren helfen, industrielle Recycling-Systeme zu entwickeln, die schneller, sauberer und energieeffizienter sind", so Gołąbek.

Weniger Plastikverschmutzung

Jede Kollision erzeugt einen winzigen Krater, wobei die Mitte die meiste Energie absorbiert. In dieser Zone dehnt sich der Kunststoff aus, bricht und wird weicher, wodurch ideale Bedingungen für chemische Reaktionen mit NaOH entstehen. Als Folge werden die PET-Ausgangsmaterialien, die Monomere, freigesetzt, sodass sie erneut vernetzt und zu neuen Produkten geformt werden können. "Angesichts von Millionen Tonnen PET, die jedes Jahr produziert werden, könnte eine Verbesserung der Recycling-Effizienz die Plastikverschmutzung erheblich reduzieren und zum Schutz der Ökosysteme weltweit beitragen", schließt Gołąbek.

(Ende)
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