Chemische Depolymerisation oder Solvolyse

Die chemische Depolymerisation, auch Solvolyse genannt, ist neben der Pyrolyse das in den letzten Jahrzehnten meistuntersuchte Verfahren des chemischen Recyclings. Eine Vielzahl an Reaktorsystemen wurde entwickelt und zahlreiche Prozesswege ausgiebig untersucht. Bei der chemischen Depolymerisation werden die Polymere des Kunststoffabfalls unter Zuhilfenahme von chemischen Lösungsmitteln (Reagenzien) in ihre Bausteine (Monomere oder kürzere Polymerstränge) aufgespalten. Diese Bausteine können anschließend in einer Art Umkehrreaktion wieder zu demselben Ausgangsstoff oder einem anderen Werkstoff polymerisiert werden. Je nachdem, welches Lösungsmittel bei der chemischen Depolymerisation zum Einsatz kommt, wird in folgende Depolymerisationsverfahren unterschieden: Hydrolyse, Methanolyse, Glykolyse, Ammonolyse und Aminolyse. Die Verwendung verschiedener Lösungsmittel resultiert in unterschiedlichen Recyclingprodukten. [Lechleitner, A. et al. (2020)]

Insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethane (PUR) und Polyamid (PA) sind für die chemische Depolymerisation geeignet. Werden diese Kunststoffe in ihre chemischen Bausteine aufgespalten und wieder dem Stoffkreislauf zugeführt, können fossile Rohstoffe eingespart werden. Zu beachten ist allerdings, dass bei der Depolymerisation von Mischkunststoffen zwar einige Schichten aufgelöst werden können, die verbleibenden Reststoffe jedoch einer weiteren Behandlung bedürfen. [Obermeier, T. und Henkel, I. (2019)]


Literatur: 

Lechleitner, A.; Schwabl, D.; Schubert, T.; Bauer, M. und Lehner, M. (2020): Chemisches Recycling von gemischten Kunststoffabfällen als ergänzender Recyclingpfad zur Erhöhung der Recyclingquote. In: Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft, 72 (1-2), S. 47 – 60.

Obermeier, T. und Henkel, I. (2019): Chemisches Recycling – ein Lösungsweg für das Recycling von Mischkunststoffen? [online]. EU-Recycling + Umwelttechnik [abgerufen am: 04.05.2021].

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Einschätzung für die Anwendenden

  • Materialeinsparung
    mittel
  • Energieeinsparung
    gering
  • THG-Einsparung
    gering
  • Investitionskosten
    sehr hoch
  • Umsetzungsaufwand
    sehr hoch
Die Angaben zu Material-, Energie- und THG-Einsparungen, Investitionskosten sowie Umsetzungsaufwände sind qualitative Abschätzungen auf vergleichender Basis.

Entwicklungsstadium

  • Labor
  • Technikum / Demonstrator
  • Industrielle Praxis
Labor: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird im Labormaßstab entwickelt.
Technikum / Demonstrator: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in einer Technikums- oder Demonstrator-Anlage umgesetzt.
Industrielle Praxis: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in der Produktion oder anderen Anwendungsbereichen eines Industrieunternehmen eingesetzt.

Beispiele aus der Praxis

Chemisches Recycling von Folien und anderen Kunststoffen

Um auf die immer höher werdende Nachfrage nach Techniken für die Kreislaufwirtschaft in der Verpackungsindustrie zu reagieren, hat die Firma Südpack mit ihren Partnern ein chemisches Recyclingverfahren in einer Pilotanlage untersucht.

Mit dem Carboliq-Verfahren (chemisches Depolymerisationsverfahren) können auch mehrschichtige, gemischte oder verunreinigte Folienverbunde recycelt werden. Dabei werden Basischemikalien bzw. Polymere aus den alten Folien neu gewonnen und können abermals in der Herstellung von Hochleistungsfolien für Verpackungen eingesetzt werden.

Weitere Technologien

Chemische Depolymerisation oder Solvolyse

Thermochemisches Recycling oder Pyrolyse