Kunststoffe wertvoller machen: ein zweites maßgeschneidertes Leben dank werkstofflichem Recycling.

Systemleistungen für eine Circular Plastics Economy.

Mit den richtigen Inhaltsstoffen können Kunststoffe lange haltbar oder auch leicht wieder verwertbar sein. Wissenschaftler im Fraunhofer LBF unterstützen mit ihrer Expertise das neue Fraunhofer-Exzellenzcluster »Circular Plastics Economy«. Sie haben neue Stabilisatoren entwickelt und werden Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen (»Biopolymere«) so konzipieren, dass diese ohne fossile Materialien auskommen.

Kunststoffwirtschaft muss zirkulär werden

Die Grundidee für die Transformation von der linearen hin zur zirkulären Wirtschaftsweise ist simpel: die Entnahme fossiler Ressourcen verringern, End-of-Life-Verluste vermeiden und gleichzeitig eine echte Kreislaufführung der Kunststoffe ermöglichen. Die Umsetzung ist komplex: Zirkuläres Wirtschaften ist mehr als Effizienzsteigerung und Recycling, es adressiert nicht allein geschlossene Kreisläufe, sondern lebenszyklusweite zirkuläre Produktsysteme. Für die Vernetzung über Wertschöpfungsstufen und Lebenszyklusphasen fehlen bislang geeignete Wege.

Die Fraunhofer-Gesellschaft hat mit »Circular Plastics Economy« (CPE) ein neues Exzellenzcluster gestartet. Fünf Fraunhofer-Institute, darunter das LBF, wollen unter Leitung des Fraunhofer UMSICHT am Beispiel Kunststoff aufzeigen, wie Energie- und Materialströme einer Wertstoffkette in eine zirkuläre Wirtschaftsform überführt werden können. Dazu werden spezielle Systemleistungen mit und für die Kunststoffindustrie, einschließlich der an sie angeschlossenen Konsumgüter- und Handelsunternehmen und der Kreislaufwirtschaft, entwickelt.

Fraunhofer LBF entwickelt neue Stabilisatoren

Wissenschaftler aus dem Bereich Kunststoffe im Fraunhofer LBF tragen mit ihrer Expertise dazu bei, die Ziele des CPE-Clusters umzusetzen. Werkstoffliches und rohstoffliches Recycling sowie Biotransformation, d.h. Werkstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, sind entscheidende Elemente für eine Kreislaufwirtschaft. Kunststoff-Additive, die heute schon Verarbeitungs- und Langzeiteigenschaften von Neu-Kunststoffen garantieren, können auch rezyklierte Kunststoffe für ein zweites Leben maßschneidern. Dazu haben die Darmstädter Wissenschaftler eine neue Generation von Stabilisatoren entwickelt (und zum Patent angemeldet), die speziell mit den Vorschädigungen von Altkunststoffen interagieren und diese neutralisieren. Kunststoffrezyklate weisen damit vergleichbare Eigenschaften wie Neuprodukte auf und können diese ersetzen. Wertvolle Rohstoffe und der Energiebedarf für die Herstellung von neuen Kunststoffen können eingespart und Kohlendioxidemissionen reduziert werden. Hier können Sie mehr zu diesen Beitrag lesen

Biopolymere ersetzen fossile Stoffe

Ein weiteres Ziel des Fraunhofer LBF im CPE-Cluster ist es, Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen (»Biopolymere«) so auszurüsten, damit sie Kunststoffe aus fossilen Stoffen, wie Erdöl, gleichwertig ersetzen können. Dies gilt sowohl für Anwendungen wie Verpackung oder Agrarfolien als auch für Anwendungen im Transportsektor. Auch hier können maßgeschneiderte Additivsysteme, die darüber hinaus auf nachwachsender Basis sind, die Lebensdauer der Biokunststoffe steuern und je nach Anwendung oder Kundenwunsch entweder einen beschleunigten Abbau der Polymeren in der Umwelt induzieren oder Langzeiteigenschaften sicherstellen.

Gesellschaftlicher Nutzen

Ein wesentliches Ziel des Clusters ist der Aufbau übergreifender Forschungs- und Entwicklungsplattformen, um die gesamte Wertschöpfungskette Kunststoff vom bisherigen linearen zum zirkulären Wirtschaften zu transformieren.

Im Rahmen der Forschungsarbeiten entstehen Prototypen für neue Kunststoffe, Additive und Compounds. Anhand von Mehrwegverpackungen für den Online-Handel und Autokindersitzen wird demonstriert werden, wie Produkte mit zirkulären Eigenschaften aussehen. Das werk- und rohstoffliche Recycling soll mittels fortschrittlicher Technologien und digitaler Systeme gestärkt werden. Dazu gehört auch, Werkstoffe und Produkte über ihren Lebensweg digital zu verfolgen, damit Produzenten und Recycler schneller und besser über effektive Kreislaufoptionen entscheiden können – ganz nach Prinzipien der zirkulären Wirtschaft.

Förderer und Partner

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V.
Fraunhofer-Institute UMSICHT (Cluster-Leitung), IAP, ICT, IML und LBF

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