Vinyloop

Das Vinyloop-Verfahren ist ein Prozess zur werkstofflichen Wiederverwertung von Polyvinylchlorid (PVC).

Hintergrund

Das große Hindernis beim Recycling von PVC und anderen Plastiksorten ist die Notwendigkeit von reinem Material.^[1]

Ein Sofa wird z.B. nicht „in einem Guss“ aus PVC hergestellt, sondern aus Holz, Stoffen, Metallfedern und vielen weiteren Materialien - unter anderem auch PVC. Das PVC nun aus diesem Produkt heraus zu bekommen ist sehr aufwendig. Arbeitskräfte müssten gewissermaßen von Hand jedes einzelne zu recycelnde Sofa zerlegen und die Materialien auf das Feinste trennen. Aufwand und Ergebnis stehen in keinem Verhältnis zueinander.^[2]

Problem Nr. 2: Das PVC muss nicht nur von verschiedenen anderen Materialien (Holz, Stoffe, Metall usw.) separiert werden, es müssen auch verschiedene Plastik-, ja sogar verschiedene PVC-Mischungen unterschieden werden. PVC ist nicht gleich PVC.

Ein Beispiel: Ein aus PVC hergestellter Fensterrahmen soll recyclet werden. Vermischt man ihn im Recyclingprozess mit anderen Produkten (z.B. Kabelabfällen), ist die Sortenreinheit nicht sichergestellt, denn beide Produkte sind womöglich aus unterschiedlichen PVC-Mischungen hergestellt worden. Das führt dazu, dass nur noch Produkte wie zum Beispiel Bakenfüße hergestellt werden können, bei denen die Qualität keine große Rolle spielt (Downcycling). Beim reinen Recycling ist es somit wichtig, dass das ursprüngliche Material wie zum Beispiel ein hartes PVC für Fenster so rein wie möglich in den Recyclingprozess gegeben werden kann.

Ein flächendeckender Recyclingprozess sähe also so aus: Man stelle sich eine riesige Fläche eines Wertstoffhofes vor, auf dem alles haarklein nach Produkten sortiert wird. Ein Haufen Fußbodenbeläge, ein Haufen Fensterprofile, ein Haufen Rohre - alles müsste sogar nach Qualitäten sortiert werden, weil die Hersteller niemals exakt die gleiche PVC-Mischung in ihren Produkten verwenden.

Ansatz

Der Vinyloop-Prozess ist ein Ansatz, diese Schwierigkeit auszuschalten. Dies geschieht durch eine selektive Auflösung aller Bestandteile. Die Kunststoffabfälle werden zunächst zerkleinert. Aus diesen Abfällen werden mit Hilfe eines Lösungsmittels Schritt für Schritt die Verunreinigungen herausgefiltert. Dies ermöglicht die Separierung des PVC von anderen Materialien wie z.B. Kupferpartikeln, Polyester-Fasern, natürlichen Textilien, Metallen, Gummi und Polyolefinen.^[3]

Das Endprodukt ist ein sauberes PVC-Compound in Pulverform, das ohne jede weitere Behandlung im ursprünglichen Produktbereich einsetzbar ist. Verwendungsgebiete des recycleten PVC sind z.B. Gartenschläuche, Folien und Membrane für Tunnel und Pools. Einen weiteren möglichen Einsatz könnte das recyclete PVC z.B. bei Schuhsohlen finden.^[4]

Das dabei verwendete Lösungsmittel wird immer wieder regeneriert und zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf. Dadurch gelangt es nicht in die Umwelt.

Prozess

Der technische Prozess besteht aus drei Schritten:

Auflösen

In einem ersten geschlossenen Reaktor wird der geschredderte PVC-Abfall unter Druck in Methylethylketon oder Mischungen mit anderen Lösemitteln aufgelöst. Im Allgemeinen sind die anderen Werkstoffe im PVC-Verbund gegenüber Lösemitteln für PVC beständig: z.B. Kupfer im PVC-Kabel oder Glasfasern im PVC-Bodenbelag. Diese Werkstoffe bleiben folglich unverändert und können abzentrifugiert oder abgesiebt werden.

Beim Auflösen der Polymerkette des PVC werden die Additive des PVC-Compounds freigesetzt. Dabei handelt es sich um sehr feinkörnige, unlösliche Stoffe (Kreide, Pigmente mit Durchmessern von der Größenordnung 0,01 mm) und flüssige Additive (Weichmacher). Diese Additive sind fein dispergiert und werden beim Zentrifugieren / Filtrieren nicht abgetrennt.

Ausfällen

Im nachfolgendem Reaktor wird Dampf zugeführt, der das PVC aus einer Lösung ausfällt. Die benutzten Lösemittel sind so ausgewählt, dass sie mit Wasser ein azeotropes Gemisch bilden.

Bei den gewählten Druck-Temperatur-Bedingungen fällt PVC aus dem azeotropen Gemisch aus, während das Lösemittel als azeotropes Gemisch in die Gasphase übergeht. Das Lösemittel wird nach Abkühlung und Abtrennung vom Wasser zurückgewonnen und steht für den nächsten Lösevorgang wieder zur Verfügung. Während des Fällungsvorganges werden die in Schwebe befindlichen Additive in den sich bildenden PVC-Körnern eingeschlossen. Diese im Mittel 0,4 mm großen PVC-Partikel enthalten folglich alle Additive des Altproduktes.

Trocknen

Das aus der Fällung resultierende Gemisch aus PVC-Compound-Partikeln und Wasser muss nur noch getrocknet werden. Dies erfolgt nach den kontinuierlichen Methoden Zentrifugieren und Trocknen im Fließbett.

Das PVC-Rezyklat ist sehr rein, und es entsteht im Vergleich zu den klassischen werkstofflichen Verwertungsverfahren fast kein PVC-Abfall. Vorteilhaft ist die Möglichkeit, im Fällungsreaktor vor der Fällung Additive zugeben zu können. Auf diese Weise lassen sich die Eigenschaften des PVC-Rezyklats bei Bedarf anpassen. Zum Beispiel ist so eine Nachstabilisierung oder Erhöhung des Weichmacheranteils möglich.^[5]

Einzelnachweise

1. ↑ http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/chemicals/files/sustdev/pvc_report_en.pdf
2. ↑ http://www.pvc-partner.com/mensch-umwelt/verwertung/werkstoffliche-verwertung.html
3. ↑ http://www.chemicals-technology.com/projects/ferrara/
4. ↑ http://www.roofcollect.com/recycling/vinyloop_prozess.cfm?hn_Id=6&sub_Id=185
5. ↑ http://www.plasticseurope.org/documents/document/20110422155920-vinyl2010__progress_report_2011.pdf