BASF SE: Besser als neu

04.07.2013, Additive für werkstoffliches Kunststoff-Recycling und leistungsfähige Rezyklate.

Noch vor gar nicht langer Zeit landeten Kunststoffe nach ihrer Nutzungsphase auf der Müllhalde. Glücklicherweise hat sich in den vergangenen Jahren die Erkenntnis durchgesetzt, dass man sich damit einer wertvollen Energie- und Rohstoffquelle beraubt: Viele Kunststoff- Abfälle werden bei der energetischen Verwertung oder als Ressource für die werkstoffliche Wiederverwertung sinnvoller eingesetzt.

Die BASF spürt die wachsende Bedeutung des Recycling-Sektors für die Gesellschaft über das steigende Interesse an Spezial-Additiven für die Kunststoff-Wiederverwertung. BASF- Additive erleichtern nicht nur das Recycling, sondern verhelfen manchen Rezyklaten sogar zu besonderen Eigenschaften, die über diejenigen von Neuware hinausgehen: Das Stichwort ist: Up- statt Downcycling – qualitative Auf- statt Abwertung. Damit liefert die BASF tragfähige Antworten auf die Frage nach höheren Recyclingquoten.

Additive zur Stabilisierung von Rezyklaten
Hinter werkstofflichem Recycling steckt mehr als bloßes Sammeln und Aufschmelzen. Neuware und rezykliertes Material unterscheiden sich in aller Regel erheblich. Einer von vielen Gründen: Kunststoffe werden im Zuge der Aufbereitung erhitzt und getrocknet, wobei ursprünglich enthaltene Hitzestabilisatoren verbraucht werden. Unbehandelte Rezyklate sind daher meist weniger stabil gegenüber den thermischen Belastungen der Weiterverarbeitung im Vergleich zu Neuware.

Dieses Problem kann durch Zugabe neuer Stabilisatoren gelöst werden. Jede Altkunststoff- Charge hat ihre eigene Vorgeschichte. Doch die BASF verfügt über umfassendes Know-how, um rezyklierte Kunststoffe analysieren und daraufhin optimale, komplementäre Additivpakete entwickeln zu können. Falls ein Einsatz in sensiblen Anwendungsfeldern beabsichtigt ist, können sogar Aussagen über die Einhaltung der Lebensmittelkontaktrichtlinien des neu stabilisierten Materials getroffen werden.

Downcycling durch Verarbeitung und Aufarbeitung
Die Polymerketten des rezyklierten Kunststoffs werden nicht nur bei der Aufarbeitung sondern bereits durch Compoundierung und Verarbeitung hohen Beanspruchungen ausgesetzt, die zu einem Abbau des mittleren Molekulargewichts führen können. Während ihres „aktiven“ Lebens kommen weitere Belastungen hinzu, unter anderem durch Alterungsreaktionen, durch Hydrolyse und durch Kontakt mit Säuren, Waschmitteln oder anderen aggressiven Medien.

Auch frische Rezyklate und selbst Abfälle und Fehlchargen aus dem Produktionsprozess konnten daher in der Regel kaum mit den Materialeigenschaften von Neuware mithalten.

Hochwertiges PET dank Joncryl ADR
Ein interessanter Fall ist der Kunststoff Polyethylentherephthalat, abgekürzt PET, den die BASF selbst nicht herstellt: PET kann gerade durch seine Rezyklierbarkeit deutliche Wettbewerbsvorteile gegenüber anderen transparenten Kunststoffen generieren: PET- Flaschen werden bekanntlich weltweit in großer Anzahl gesammelt, zerkleinert, gewaschen und granuliert. Dabei entstehen außerordentlich sortenreine Granulate. Daher ist das werkstoffliche PET-Recycling sehr sinnvoll im Vergleich zum Recycling einiger anderer Kunststoffe, die nur mit bedeutend höherem Aufwand in dieser Qualität zu erhalten wären.

Dennoch war auch der Einsatz dieses rezyklierten Polyesters lange Zeit auf einfache Anwendungen wie zum Beispiel die Faserherstellung beschränkt – für die Produktion hochwertiger Verpackungen reichte die Schmelzefestigkeit auf Grund der verringerten Molekül-Kettenlängen nicht mehr aus. Die Folge: Downcycling – also weitere Nutzung nur in Anwendungen von minderer Qualität.

Das Problem zu geringer Schmelzefestigkeiten von PET-Rezyklaten lässt sich mit Hilfe funktioneller Additive der BASF wie Joncryl® ADR lösen. Dabei handelt es sich um sogenannte Ketten-Verlängerer (chain extender), also Moleküle, die sich mit den Enden der gebrochenen Polymerketten verbinden. Sie funktionieren wie ein Klebstoff, der aufgespaltene Polymerketten wieder zusammenfügt und damit auf molekularer Ebene „repariert“.

Damit werden nicht nur die ursprünglichen Kettenlängen und damit Schmelzefestigkeiten wieder hergestellt: Je nach Dosierung des Additivs können dabei sogar längere Ketten entstehen als im Ausgangsmaterial vorhanden waren. So lassen sich aus dem wieder aufgebauten Material nicht nur erneut Flaschen sondern sogar Platten herstellen, aus denen man per Tiefziehverfahren Verpackungen produzieren kann – etwa Becher für die Lebensmittelindustrie.

Darüber hinaus kann das Additiv Joncryl ADR dem Recycling-Polyester auch ganz neue Eigenschaften mit auf den Weg geben. Ketten-Extender mit vielen reaktiven Stellen können Polyester-Bruchstücke zu hochverzweigten Polymeren mit hohen Molekulargewichten verknüpfen, die sich über klassische Polykondensations-Reaktionen gar nicht erst herstellen lassen; sie warten denn auch mit interessanten mechanischen Eigenschaften auf. Joncryl ADR 4300 stattet rezykliertes PET zum Beispiel mit gesteigerten Zugfestigkeiten aus, die sich in Verpackungsbändern oder reißfesten Fasern bewähren.

Erhöhte Alterungs- und Witterungsbeständigkeit
Joncryl ADR ist allerdings nur eines von vielen Additiven der BASF, die das Recycling von Kunststoffen erleichtern: Die Mitglieder der Recyclostab®-Produktfamilie erhöhen die Prozess-Stabilität und Alterungsbeständigkeit von Polyolefinen und erlauben so das Recycling von LDPE-Folien und Autobatterie-Gehäusen. Recycloblend®-Produkte werden zum Beispiel zur Rezyklierung von PP/EPDM-Stoßfängern und Stoßstangen eingesetzt, die auf Grund ihrer Größe und leichten Demontierbarkeit eine weitere gute Quelle für das werkstoffliche Recycling sind. Recyclossorb® kommt unter anderem in der Wiederverwertung von HDPE aus Getränkekisten zum Einsatz. Dieses Produkt steigert die Witterungsbeständigkeit von Polyolefinen und ermöglicht so den Außeneinsatz von Rezyklaten.

Basierend auf ihrem Formulierungs- und Formgebungs-Know-how bietet die BASF neben den Standardprodukten auch kundenspezifische Formulierungen an, die auf die speziellen Anforderungen der jeweils vorgesehenen Verwendung der Rezyklate abgestimmt sind.

Alle diese Produkte für das Recycling zeichnen sich außerdem durch eine ausgesprochen hohe Anwenderfreundlichkeit aus – was in der Recyclingbranche mit ihren vielen kleineren Unternehmen ein wichtiges Kriterium ist.

Petra 7030 – Rezyklat in den USA
Ausschließlich in den USA bietet die BASF eine spezielle rezyklierte PET-Type an: Petra® 7030, ein gut fließendes PET für den Spritzguss mit 30 Prozent Glasfaser-Gehalt, basiert auf rezykliertem Material. Der Werkstoff kombiniert eine hohe Festigkeit und Steifigkeit mit guter Dimensionsstabilität, geringer Kriechneigung und guten Hochtemperatureigenschaften. Durch die Fließfähigkeit des Werkstoffs können die daraus gefertigten Produkte auch ohne Lackierung mit einer hochwertigen Oberfläche aufwarten. Der Werkstoff kam im sogenannten 111 Navy Chair des Möbelherstellers Emeco zum Einsatz und war Teil des Designwettbewerbs auf der US-amerikanischen Kunststoffmesse NPE 2012. Er besteht also letztlich aus rezyklierten Getränkeflaschen: Ein schönes Beispiel für Upcycling, das Gegenteil von Downcycling.

Prozess-Additiv Irgatec
Seit kurzem erkundet die BASF darüber hinaus Technologien zur Steuerung der Viskosität von Polyolefin-Additives mit Hilfe des Prozess-Additives Irgatec®. Die Viskosität von Polypropylen-Rezyklaten kann – unter anderem auf Grund der Beimischung von Fremdpolymeren – sehr unterschiedlich ausfallen. Klassischerweise setzt man zur Einstellung der Fließfähigkeit in der reaktiven Extrusion bislang Peroxide zu, die aber schwierig zu handhaben sind. Die Irgatec-Technologie ist deutlich sicherer und einfacher zu nutzen, da sie auf einer anderen Chemie basiert.

Mehr Kunststoff-Verwertung in Europa
Auch in Zukunft wird sich die BASF weiter mit konkreten Angeboten für die Recycling- Branche im Markt positionieren. 2011 wurden laut PlasticsEurope 2,4 Prozent mehr Kunststoffe in den Müll gegeben als im Jahr davor, in Europa insgesamt gut 25 Millionen Tonnen. Knapp 60 Prozent davon wurden bereits wiederverwertet. Die restlichen 40 Prozent, immerhin 10 Millionen Tonnen, wurden bislang auf Deponien verbracht. Dieser Schatz soll allerdings bald gehoben werden: Erst Anfang 2013 hat die Europäische Kommission beschlossen, dass bis zum Jahr 2020 keine Kunststoffe mehr auf Deponien abgelagert werden sollen.

Über BASF Plastic Additives
Die BASF ist in der Kunststoffindustrie der führende Innovationspartner, Hersteller und Zulieferer von Additiven und Pigmenten wie UV-Stabilisatoren, Antioxidantien und Prozessstabilisatoren, organischen und anorganischen Pigmenten, Effekt-Pigmenten und anderen Additiven.

Mehr Informationen zu Additiven unter www.plasticadditives.basf.com.


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Über BASF SE:

BASF ist das führende Chemie-Unternehmen der Welt: The Chemical Company. Das Portfolio reicht von Öl und Gas über Chemikalien, Kunststoffe und Veredlungsprodukte bis hin zu Pflanzenschutzmitteln und Feinchemikalien.

Als zuverlässiger Partner hilft die BASF ihren Kunden in nahezu allen Branchen, erfolgreicher zu sein. Mit hochwertigen Produkten und intelligenten Lösungen trägt die BASF dazu bei, Antworten auf globale Herausforderungen wie Klimaschutz, Energieeffizienz, Ernährung und Mobilität zu finden.

Die BASF beschäftigt mehr als 95.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und erzielte im Jahr 2007 einen Umsatz von fast 58 Milliarden €.

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