Samstag, 16. Dezember 2017
Schriftgröße

Elastomer-Recycling ohne Granulat-Umweg

  •  

Neues Recycling-Verfahren für Wiederverwertung von Gummreifen

09.10.2017

Wie sich Elastomere aus Altreifen ökologisch verwerten lassen, untersuchen Wissenschaftler am Chemnitzer Institut für Strukturleichtbau. Was passiert eigentlich mit alten Autoreifen? Die Frage hat vor dem Hintergrund von Ressourcenschonung und Umweltschutz eine hohe Brisanz, denn jährlich fallen weltweit etwa 1,8 Milliarden Altreifen an.

 - Der Reaktruder vermahlt die Elastomer-Reste. Dr. Stefan Hoyer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Strukturleichtbau der TU Chemnitz, begutachtet das Feinmehl.
© Hendrik Schmidt
Der Reaktruder vermahlt die Elastomer-Reste. Dr. Stefan Hoyer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Strukturleichtbau der TU Chemnitz, begutachtet das Feinmehl.

„Über die Hälfte aller Altreifen werden immer noch energetisch verwertet, also verbrannt“, erklärt Dr. Stefan Hoyer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Strukturleichtbau. Er beschäftigt sich mit dem sogenannten „Elastomer-Recycling“, also der Frage, wofür formfeste aber elastisch verformbare Kunststoffe wiederverwendet werden können, die Bestandteil unter anderem von Reifen sind. „Das Recycling von Gummi ist schwierig, weil jede Anwendung ihre ganz eigene Rezeptur hat. Sortenreinheit hat hier oberste Priorität und die ist gerade für Reifen schwer herzustellen“, erklärt Hoyer.

Die Chemnitzer Lösung im Forschungsbereich Extrusiontechnologien und Recycling ist so intelligent wie effizient: Bisher wurden Altreifen meist zu relativ groben Granulaten zerkleinert und mit Bindemitteln zu Boden- und Fallschutzmatten oder Gummischichtungen im Automobilbau gepresst. Aber auch als Kunstrasen-Granulat für Sport- und Spielplätze verwendet. An der TU Chemnitz werden jetzt neue Werkstoffe mit hoher Qualität und Leistungsfähigkeit entwickelt. Feinste Gummi-Mehle werden dazu mit thermoplastischen Kunststoffen gemischt. Diese sogenannten „Thermoplast-Elastomer-Compounds“ sind schmelzbar und können zum Beispiel im Spritzgießverfahren zu komplexen Bauteilen verarbeitet werden. Den Produkten ist später nicht mehr anzusehen, dass sie früher einmal Reifen waren.

Für diese Art der Wiederverwertung wurde auch eine ganz neue Verarbeitungstechnologie entwickelt: die einstufige Direkt-Extrusion. „Wir kombinieren die Compoundierung und die Profilextrusion, also das Mischen der Ausgangsstoffe und das Formgeben. Aber eben ohne den Umweg über Granulat. Wir sparen uns einen Prozessschritt und damit vor allem Energie und schützen so das Material vor thermischen Schäden“, so Forscher Hoyer. Auf diese Weise können endlos gefertigte, hochwertige Matten für Verschleiß- und Schallschutz hergestellt werden. „Aktuell sind wir noch in der Phase der Markteinführung, kooperieren aber bereits mit einer Firma aus der Region.“

Eine andere Technologie, die das Team um Stefan Hoyer entwickelt hat, ist hingegen bereits international im Einsatz: „Wir haben die Wiederverwertung von technischen Elastomeren optimiert“, berichtet Hoyer. Technische Elastomere sind Gummimaterialien, die für technische Anwendungen zum Einsatz kommen, zum Beispiel Dichtungsringe. Bei deren Herstellung fällt oft viel Ausschuss an, der meist teuer entsorgt werden muss. „Unsere Technologie kann diese Reststoffe so aufbereiten, dass sie einfach wieder in den Herstellungsprozess zurückgeführt werden können. Das sortenreine Rezyklat wird wieder unter die Ausgangsstoffe gemischt und der Prozess läuft weiter.“

Als Rezyklat bezeichnen die Forscher Feinmehl aus den Produktionsresten, die im sogenannten „Reaktruder“ vermahlen werden. Die verwendete Technologie des Warmmahlens existierte zwar bereits, doch Hoyer entwickelte und optimierte diese im Rahmen seiner Promotion umfassend weiter. Dazu mussten die Prozessstabilität verbessert, die Reinigung vereinfacht, die Baugröße kompakter gestaltet und der Verschleiß reduziert werden. Dank dieses Verfahrens können jetzt sogar Kleinchargen wirtschaftlich sortenrein recycelt werden.