Die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid ist notwendig, um den CO2-Gehalt der Atmosphäre zu reduzieren. Das Recycling von CO2 zur Herstellung umweltfreundlicher Kunststoffe ist jedoch ein neues Verfahren, mit dem Forscher experimentieren. Ein Team unter der Leitung von Chemikern der Universität Lüttich hat eine innovative Methode zur Herstellung recycelbarer Kunststoffe mit Kohlendioxid (CO2) entwickelt.
Chemiker der Universität Lüttich haben ein neuartiges Verfahren zur Polyurethanherstellung entwickelt, das CO₂ nutzt, um innovative und gut recycelbare Kunststoffe herzustellen . In einer Studie, die von Forschern der Universität Lüttich in Zusammenarbeit mit der Universität Mons und der Universität des Baskenlandes durchgeführt wurde, wurde ein neues Verfahren zur Herstellung leicht recycelbarer Polyurethan-Kunststoffe vorgestellt.
Christophe Detrembleur , Chemiker am Zentrum für Bildung und Forschung zu Makromolekülen (CERM) der Universität Lüttich, erklärt: „Diese Zahl ist erschreckend, aber nicht überraschend, denn Kunststoffe, auch bekannt als synthetische Polymere, haben dank ihrer unersetzlichen Eigenschaften großen Erfolg: Sie sind leicht, billig und unglaublich vielseitig. Die Tatsache, dass sie schwer oder im Falle von Duroplasten sogar unmöglich zu recyceln sind, hat jedoch schwerwiegende Folgen.“
Massenkunststoffe haben die Industrie weltweit revolutioniert. Von Bau- und Bekleidungsindustrie bis hin zu Fahrzeugen und Lebensmittelverpackungen sind diese Kunststoffe aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Allein im Jahr 2019 wurde ihr weltweiter Verbrauch auf unglaubliche 460 Millionen Tonnen geschätzt.
Die Unfähigkeit, Kunststoffe zu recyceln, führt nicht nur zur Erschöpfung der für ihre Herstellung verwendeten fossilen Ressourcen, sondern auch zu ihrer längeren Präsenz in der Natur und den Ozeanen. Für unsere Gesellschaft ist es von entscheidender Bedeutung, schnell Kunststoffe zu entwickeln und herzustellen, die am Ende ihrer Nutzungsdauer problemlos recycelt werden können.
Thomas Habets , Doktorand am CERM und Erstautor des Artikels , erklärt: „Das Besondere an diesem Ansatz ist die Verwendung von Kohlendioxid (CO2) – einem der wichtigsten und symbolträchtigsten Abfallprodukte unserer Gesellschaft – als Rohstoff für die Herstellung der Bausteine oder Monomere, die zur Fertigung dieser neuen Produkte benötigt werden. Die Struktur der Monomere lässt sich leicht modifizieren, wodurch die Herstellung von Kunststoffen mit einem breiten Eigenschaftsspektrum möglich wird, von hochgradig formbaren Elastomeren wie Silikonen bis hin zu steiferen Materialien wie Polystyrol.“
Im Gegensatz zu Kunststoffen aus langen Molekülketten besitzen diese nachhaltigen Kunststoffe aus CO₂ eine einzigartige chemische Struktur , die ein dreidimensionales Netzwerk bildet. Diese Eigenschaft, die typischerweise bei schwer recycelbaren Duroplasten zu finden ist, verleiht ihnen eine erhöhte Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit.
Die aus recyceltem Kohlendioxid hergestellten Polyurethane weisen innovative dynamische chemische Bindungen auf. Dies bedeutet, dass sie trotz ihrer duroplastischen Zusammensetzung durch den Austausch chemischer Bindungen unter milden Reaktionsbedingungen leicht umgeformt werden können .
Siehe auch : Ein hoffnungsvolles Ende der Plastikabhängigkeit dank recycelbarem Polymer
Der Hauptvorteil dieser neuen Technologie besteht in ihrer Fähigkeit, das Spektrum der nutzbaren Eigenschaften zu erweitern und gleichzeitig zahlreiche Methoden für das Recycling von Materialien am Ende ihrer Lebensdauer bereitzustellen.
Habets erklärt: „Diese neuen Kunststoffe können auf vielfältige Weise recycelt werden, entweder durch einfaches Umformen durch Erhitzen, durch Mischen verschiedener Kunststoffarten zur Herstellung von Hybridmaterialien mit neuen Eigenschaften oder durch Aufspalten in ihre Bestandteile, was ideal ist, um Zusatzstoffe wie Farbstoffe zu eliminieren oder Verbundwerkstoffe zu recyceln.“
Mit Blick auf die zukünftige Industrialisierung der CO₂-Verwertung hebt diese Studie die direkte Nutzung von CO₂-Abfällen als wertvolle chemische Ressource hervor. Christophe Detrembleur erklärt: „Dies ist die erste Studie, die unsere neuen Bausteine und Kunststoffe einsetzt, aber es ist bemerkenswert, dass unsere Materialien bereits Eigenschaften erreichen, die denen einiger herkömmlicher, erdölbasierter Kunststoffe ähneln.“
Die Wiederverwertung von CO2 zur Herstellung umweltfreundlicher Kunststoffe mittels dieser neuen Technologie erweist sich als vielversprechende Lösung und bietet die Möglichkeit, nachhaltige Kunststoffe mit einem breiten Spektrum an Eigenschaften zu entwickeln, die mühelos den Anforderungen unserer alltäglichen Anwendungen gerecht werden.
Quelle : Auf dem Weg zu recycelbaren CO2-basierten Duroplasten
