Wir untersuchen die Schritte des Sortierens, Waschens, Schredderns, Schmelzens und der weiteren Verarbeitung und versuchen, neue Produkte herzustellen und damit einen Beitrag zum umweltbewussten Handeln zu leisten.

 

Herstellung von Kunststoffen

Kunststoffe sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken und werden in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. als Verpackungsmaterial. Im Alltag sprechen wir häufig von Plastik, meinen aber eigentlich Kunststoffe. Kunststoffe werden künstlich hergestellt und es gibt eine Vielzahl von Kunststoffen, die uns auch im Alltag begegnen. Die meisten Kunststoffe werden aus Erdöl hergestellt, dabei wird das Erdöl in technischen Schritten weiterverarbeitet, bis Propylen entsteht. Propylen ist also der Ausgangsstoff für die vielen Kunststoffarten. Durch weitere Verfahren wird das Propylen zu den Kunststoffen mit den verschiedenen Eigenschaften gemacht. Diese Verfahren sind: Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition. Die Auswahl des Verfahrens hängt von den Formen und Eigenschaften ab, die der Kunststoff haben soll. Bei all diesen Verfahren werden die Atome und Moleküle des Ausgangsstoffes in einem chemischen Verfahren verändert, sodass z. B. sehr harte oder sehr elastische Kunststoffe entstehen. Es gibt drei Hauptgruppen von Kunststoffen: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. 

 

 

Duroplaste können entgegen den Thermoplasten bei Erhitzung nicht in ihre ursprüngliche Form zurückgebracht werden. Sie sind sehr hart und eignen sich daher für Materialien, die eine hohe Festigkeit benötigen, z. B. Werkzeugkoffer.

Elastomere sind gummiähnliche Kunststoffe, die eine hohe Dehnbarkeit aufweisen, z. B. Gummiringe.

 

Damit die Kunststoffe die passenden Eigenschaften haben, werden verschiedene Zusatzstoffe (Additive) hinzugegeben. Das können Weichmacher, Farbstoffe oder auch Flammschutzmittel sein. Kunststoffe sind sehr langlebig und zersetzen sich kaum, so bleibt eine Plastikflasche über 450 Jahre im Meer. Darum ist es wichtig, dass die Kunststoffe dem Recycling zugeführt werden. Aufgrund der Vielzahl verschiedener Kunststoffe ist das Recycling aber leider nicht so einfach.

Unter dem Begriff Plastikrecycling versteht man das Sammeln, Reinigen, Sortieren, und Schreddern, um daraus neue Plastikprodukte herzustellen. Im Folgenden werden die einzelnen Schritte beim Plastikrecycling, wie sie in den Entsorgungsbetrieben praktiziert werden, beschrieben.

 

1. Schritt: Sortieren

Beim Plastikrecycling sortiert man zunächst das Plastikmaterial. Dieser Schritt dient dazu, unterschiedliche Plastikarten voneinander zu trennen, da nicht alle Plastiksorten miteinander vermischt werden können. Ein typisches Sortierverfahren verwendet optische Sensoren und mechanische Trennmethoden, um das Plastik nach Art zu sortieren.

 

2. Schritt: Reinigung

Nach dem Sortieren wird das Plastik gewaschen, um Schmutz, Verunreinigungen und andere Fremdstoffe zu entfernen. Dieser Schritt ist wichtig, um hochwertiges Recyclingmaterial zu erhalten und Verunreinigungen im Endprodukt zu reduzieren. Durch verschiedene Waschtechniken wie Sieben und Flotation (Schwimmaufbereitung) wird das Plastik gründlich gereinigt.

 

3. Schritt: Schreddern

Das gereinigte Plastik wird im nächsten Schritt geschreddert, d. h. in möglichst gleichgroße Teile zerkleinert. Die Schreddermaschinen zerkleinern das Plastik zu Granulat, das anschließend weiterverarbeitet wird.

 

4. Schritt: Schmelzen

Nach dem Schreddern wird das Plastik geschmolzen. Durch das Schmelzen wird das Plastik in eine flüssige Form gebracht, die zur Herstellung neuer Produkte verwendet

werden kann. Das geschmolzene Plastik kann entweder direkt in Formen gegossen oder zu Pellets geformt werden, die für die weitere Verarbeitung geeignet sind.

 

5. Schritt: Weiterverarbeitung

Das geschmolzene Plastik wird in diesem letzten Schritt des Recyclingprozesses weiterverarbeitet. Je nachdem welches Endprodukt hergestellt werden soll, wird das geschmolzene Plastik entweder in Formen gegossen, extrudiert oder gespritzt. Auf diese Weise können aus dem recycelten Plastik neue Produkte wie Verpackungen, Behälter, Rohre oder Kunststoffteile hergestellt werden.

Bei unserem weiteren Vorgehen versuchten wir, Plastik zu recyceln. Unsere Vorgehensweise passten wir in etwa den Schritten denen der Wertstoff-Unternehmen an.

 

Sortieren

Zunächst sammelten wir Plastikmüll: Bei uns in der Schule, zu Hause und auch in der Umwelt findet man eine Menge Plastikmüll.

Wir achteten beim Sammeln darauf, dass der Plastikmüll nicht verdreckt ist und keine Schimmelbildung hat. Auf den meisten Verpackungen stehen Abkürzungen, die angeben, um welchen Kunststoff es sich handelt. Da wir den Kunststoff am Ende wieder erhitzen wollen, sammelten wir nur Polypropylen (PP) für die weitere Verwendung. Die Bedeutung der einzelnen Abkürzungen zeigt nachfolgende Tabelle. Wir sortierten außerdem nach Farben vor, weil das Endprodukt auch eine schöne Farbe haben soll.

 

Reinigen

Nachdem wir die Polypropylen-Verpackungen sortiert hatten, mussten wir diese noch reinigen. Dazu stellten wir sie in die Spülmaschine. Da wir keine verdreckten Verpackungen gesammelt hatten, reichte das aus.

 

Schreddern

Anschließend musste der sortenreine Plastikmüll in kleine Stücke zerschnitten werden. Das war mit der Schere sehr mühsam. Deshalb benutzten wir einen Multi Zerkleinerer aus der Küche. Das funktionierte aber auch nur halbwegs gut, da die Plastikteile unterschiedlich groß waren. Nur kleine Stücke in gleicher Größe schmelzen unter Hitze gleichmäßig und lassen sich dann zu einem großen Plastikstück zusammenpressen. Daher nahmen wir einen alten Schredder aus der Schule genommen. So brauchten wir die Plastikstücke nur vorschneiden, den Rest erledigte der Papierschredde. Dadurch erhielten wir gleich große Teile. Für unsere weiteren Versuche brauchten wir jedoch größere Mengen an Plastik. Unser Techniklehrer Herr Kreutzmann besorgte uns fünf Kilo Plastikgranulat, so dass wir nicht so viel Zeit mit dem Zerkleinern verbrachten.

 

Schmelzen

Im Internet recherchierten wir die Schmelztemperatur von Polypropylen, die liegt bei 160°C. Der Kunststoff kann im Backofen geschmolzen werden. Dabei wird er zunächst formbar und schließlich immer flüssiger. Erhitzt man Polypropylen über 160°C, würde er verbrennen.

Wir streuten den geschredderten blauen Kunststoff auf ein Backblech, legten darauf ein zweites Backblech und beschwerten es mit Holzplatten. Im vorgeheizten Backofen ließen wir das Plastikgranulat bei 160°C ca. eine halbe Stunde schmelzen. Nach dem Abkühlen stellten wir fest, dass aus dem Plastikgranulat eine zusammenhängende Platte geworden war, die die Form des Backblechs angenommen hatte.

 

Wir stellten fest, das heißes Polypropylen formbar ist und in unterschiedliche Formen gebracht werden kann, was wir aus Gründen der Verbrennungsgefahr jedoch nicht machten. Unsere Kunststoffplatte zeigt allerdings Abdrücke vom Backblech, was wir verändern wollen, dazu werden wir noch weitere Versuche machen.

 

Weiterverarbeitung

Mit der angefertigten Kunststoffplatte können wir nun weiterarbeiten. Wir können daraus neue Materialien fräsen, wie beispielsweise ein Lineal oder einen Schlüsselanhänger. Leider sind wir mit diesem Teil unserer Arbeit noch nicht fertig geworden, werden es bis zum Wettbewerb noch nachholen.

Wir zeigten mit unserem Projekt eine Möglichkeit auf, wie man Plastik wiederverwenden kann. Als Ausblick wollen wir daran arbeiten, einen Extruder einzusetzen, das ist eine Maschine, die das geschredderte Plastik einschmilzt und direkt formt. Daraus könnte dann beispielsweise das Filament für den 3D-Drucker hergestellt werden.

 

Plastikrecycling ist ein Thema, das uns alle betrifft. Indem wir Plastikabfälle richtig trennen und den Verbrauch von Einwegplastik reduzieren, können wir einen positiven Beitrag zum Umweltschutz leisten. Aber auch das Plastikrecycling für zu Hause ist eine Möglichkeit, umweltbewusst zu handeln. Durch das Recycling von Plastikmaterial können wir zum einen Ressourcen schonen, zum anderen Energie und Treibhausgasemissionen reduzieren. Gerade in der Schule fällt viel Plastikmüll an; wenn wir den recyceln und zu neuen Gegenständen umwandeln, leisten wir einen wertvollen Beitrag zum Umweltschutz.

 

Eine weitere Möglichkeit ist das Upcycling von Plastik. Dabei werden alte Plastikgegenstände wiederverwendet und in neue Produkte umgewandelt, z.B. kann man aus leeren Plastikflaschen Stiftehalter herstellen. Aber es ist auch wichtig, den Verbrauch von Einwegplastik zu reduzieren. Anstatt Plastikflaschen zu kaufen, kann man zum Beispiel eine wieder verwendbare Trinkflasche verwenden.