PET hat in den letzten Jahren immer mehr andere Werkstoffe wie Glas,
PVC, PP oder PS verdrängt und findet Anwendung in vielen Bereichen.
Ausschlaggebend dafür sind die großartigen Eigenschaften wie
z.B. Lebensmitteltauglichkeit und hohe Schlagzähigkeit bei geringem
spezifischem Gewicht. Haupteinsatzgebiet von PET sind Verpackungen aller
Art, was natürlich zur Folge hat, dass große Mengen an Post-Consumer-PET
sowie Produktionsabfällen recycelt, also dem Wertstoffkreislauf wieder
zugeführt werden müssen.
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Diese vorteilhaften Eigenschaften von PET ergeben sich durch die besondere
Materialstruktur, die aber bisher beim Recycling von PET große Probleme
bereitete. PET kann in zwei verschiedenen Strukturen vorliegen, nämlich
in amorpher oder in kristalliner bzw. teilkristalliner Form. Dabei ist
amorphes PET meistens durchsichtig, „kristallines“ PET opak oder weiß.
Wie bei allen Thermoplasten, die in amorpher oder kristalliner Form vorkommen
können, so ist auch bei PET ein Kristallinitätsgrad von 100%
nicht möglich. Lediglich ein Teil der Struktur des PET ist in der
Lage, sich zu orientieren, also zu kristallisieren. Kristalline und amorphe
Bereiche wechseln sich ab. Korrekterweise ist somit von einer Teilkristallinität
zu sprechen. Bei PET ist es möglich, einen Kristallinitätsgrad
von ca. 50% zu erreichen. Das bedeutet, dass sich in diesem Zustand die
Hälfte der Molekülketten zueinander orientiert hat, sich also
parallel nebeneinander gelegt oder kreisförmig (Sphärolithe)
aufgewickelt hat. Zwangsläufig werden also in den teilkristallinen
Gebieten die Wechselwirkungen (van-der-Waals Kräfte) zwischen den
Molekülketten größer. Die Ketten ziehen sich also gegenseitig
an, und damit werden die Zwischenräume zwischen den Molekülketten
kleiner. |
Die molekulare Struktur von PET kann durch bestimmte Faktoren zerstört
werden, wobei als erstes der thermische Abbau der Molekülketten zu
nennen ist. Das bedeutet, dass durch Erwärmung die Bindungen zwischen
den einzelnen Molekülen zerstört werden. Aus diesem Grund ist
eine angepasste Prozesszeit und –temperatur von eminenter Bedeutung, um
ein qualitativ hochwertiges Produkt zu erzielen.
Zweiter Abbaumechanismus bei der Wiederaufbereitung ist die Gefahr
der Hydrolyse im Prozess. PET hat eine hygroskopische Struktur, d.h. PET
absorbiert Feuchtigkeit. Diese wird in den intermolekularen Zwischenräumen
eingelagert. Um PET wieder aufzubereiten, muss man dem Material zwangsläufig
Energie/Wärme zuführen. Wenn dabei zuviel Wasser vorhanden ist,
werden die Polymerketten gespalten, und es entstehen aus PET in einer chemischen
Reaktion begünstigt durch die Energieanreicherung teilweise wieder
die Ausgangsprodukte Terephtalsäure und Ethylenglykol. Aus diesem
Grund muss vor der Wiederaufbereitung dem Material Feuchtigkeit entzogen
werden, um die Polymerketten zu erhalten. Außerdem neigt amorphes
PET dazu, bei Erwärmung zu verkleben, was ebenfalls ein großes
Problem darstellt.
Diese Probleme erschwerten bisher das Recycling von PET, so dass erst
mit der Entwicklung einer besonderen Verfahrenstechnik wirtschaftliches
Recycling von PET möglich wurde. Mit dem Verfahren von Plastmachines
wird eine schonende und wirtschaftliche Aufbereitung von PET erreicht.
Dabei macht man sich die Vorteile des kristallinen Zustandes von PET zu
Nutze.
Über eine Bunkerschnecke wird das rieselfähige Material in
den Kristallisator eingetragen. Durch angebrachte Friktionselemente in
der Prozesskammer und genau dosierte Energiezufuhr wird ein optimales Umfeld
für den Kristallisationsprozess geschaffen.
Dadurch wird das Verkleben von amorphem PET verhindert. Gleichzeitig
wird durch diesen Vorgang, der eine Verringerung der intermolekularen Zwischenräume
bewirkt, dem Material Feuchtigkeit entzogen und diese nach oben hin
abgesaugt. Kristallisation und Trocknung erfolgen also in einem Schritt.
Das bedeutet eine enorme Zeitersparnis und erhöhte Wirtschaftlichkeit.
Die Kristallisations- und Trockenzeit liegt lediglich bei 60-90 Sekunden
und ermöglicht eine sehr kurze Reaktionszeit für die Produktumstellung.
Zusätzlich wird das Material automatisch verdichtet und man erhält
rieselfähiges Kristallisat. Da die Arbeitstemperatur erheblich unter
dem Erweichungspunkt liegt, wird eine äußerst materialschonende
Aufbereitung ohne Änderung des IV-Wertes bei unübertroffener
Wirtschaftlichkeit erreicht.
Der Foliolux-Kristallisator von Plastmachines International – die Lösung
für wirtschaftliches Recycling von PET.
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