Alte Matratzen neu gemacht
Einfache Chemie kann Polyurethan recyceln
Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie haben Forscher der Universität Aarhus nun bewiesen, dass mit einfacher Chemie nicht nur wichtige Rohstoffe aus Polyurethanschaum gewonnen werden können - der wichtigste Bestandteil kann auch immer wieder neu verwendet werden
Forscher der Universität Aarhus haben eine Methode erfunden und patentiert, mit der die chemischen Bindungen in einer Polyurethanschaum-Matratze aufgebrochen und ihre monomeren Bausteine extrahiert werden können. Das Polyol (das Molekül im roten Kreis) kann dann zu einer neuen PU-Schaumstoffmatratze umformuliert werden.
Aarhus University
Es sorgte für Aufsehen, als Forscher der Universität Aarhus im Jahr 2022 eine neue und kostengünstige Methode ankündigten, um Polyurethan (PU)-Kunststoff in seine ursprünglichen Bestandteile aufzuspalten, die dann zu neuem PU-Material recycelt werden können, anstatt auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen zu landen.
Jetzt haben dieselben Forscher zusammen mit Plixxent A/S, Dan-Foam Aps und dem Danish Technological Institute im Rahmen des dänischen RePURpose-Konsortiums bewiesen, dass die Methode auch für Polyurethan-Weichschaum verwendet werden kann:
Sie haben etwa eineinhalb Kilo Schaumstoffmatratze zerlegt, ihre Hauptbestandteile extrahiert und einen davon, Polyol, als Rohstoff für eine neue Matratze verwendet. Indem sie "frisches" Polyol, das hauptsächlich aus Erdöl gewonnen wird, durch Polyol aus der alten Matratze ersetzten, haben die Forscher 64 Prozent der Matratze ersetzt, ohne dass die Qualität in irgendeiner Weise beeinträchtigt wurde.
Sie haben auch gezeigt, dass der Prozess mehrmals wiederholt werden kann. Mit anderen Worten: Das Polyol kann aus dem Polyurethanschaum wieder extrahiert und erneut verwendet werden.
Dringend benötigte Lösung
Dies bringt uns einen Schritt weiter in Richtung einer Kreislaufwirtschaft für PU-Weichschaum. Und er ist dringend notwendig.
Der überwiegende Teil der weltweiten PU-Abfälle landet auf Mülldeponien, weil sie schwer zu recyceln sind. PU lässt sich nicht schmelzen und kann daher nicht wie viele andere Kunststoffe einfach zu neuen Produkten geformt werden.
Der Weltmarkt für PU betrug im Jahr 2021 24,7 Millionen Tonnen, und es wird erwartet, dass er bis 2029 auf über 29 Millionen Tonnen ansteigen wird. Der in Matratzen verwendete PU-Weichschaum macht etwa 30 Prozent des Marktes aus.
PU wird nicht nur in Matratzen verwendet; es handelt sich um eine Gruppe fortschrittlicher Kunststoffe mit vielen verschiedenen Eigenschaften und noch mehr Anwendungen. Es wird auch in Möbeln, Kühlschränken, Schuhen, Spielzeug, Farben, Füllstoffen, Isolierungen, Autos, Windturbinen, Flugzeugen und vielem mehr verwendet.
Erfordert Abfallkontrolle
Die von den Chemikern der Universität Aarhus entwickelte und patentierte Methode nennt sich Solvolyse. Dabei werden die chemischen Bindungen in PU aufgebrochen, indem das Material in eine Art Schnellkochtopf mit heißem tert-Amylalkohol und etwas Kalilauge gegeben wird.
Die Forscher gehen jedoch nicht davon aus, dass dieses Verfahren für den gesamten PU-Markt eingesetzt werden kann. Dazu sind die verschiedenen PU-Typen zu unterschiedlich.
"Unsere Technik kann die Gesellschaft zu einer Kreislaufwirtschaft für PU-Matratzen bewegen. Aber wenn das Recycling der Deponierung und Verbrennung ein Ende setzen soll, brauchen Industrie und Gesellschaft eine vollständige Kontrolle der Abfallströme. Das Problem ist, dass jeder Hersteller von PU-basierten Materialien seine eigene Rezeptur hat", sagt Assistenzprofessor Steffan Kvist Kristensen vom Interdisciplinary Nanoscience Center (iNANO) der Universität Aarhus, der Mitautor der Studie ist.
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