Neues Verfahren nutzt Plastikabfall zur Herstellung von Klebstoffen

Ein Forschungsteam der UC Berkeley hat einen Katalysator erfunden, der Plastikabfall neues Leben einhauchen kann, indem er ihn in Klebstoffe mit denselben Eigenschaften wie das Ausgangsmaterial verwandelt

Die Plastikverschmutzung ist heute eines der schwierigsten Probleme der Welt. Eines der größten Hindernisse ist die Unmöglichkeit, bestimmte Arten von Polymeren zu recyceln. Das verkürzt die Lebensdauer des Materials, senkt den Wert des Abfallprodukts und verursacht große Umweltprobleme. Die Verbreitung zahlreicher Kunststoffarten beruht auf der großen Bandbreite an Eigenschaften, die den Endprodukten verliehen werden können. Unterschiede in der Zusammensetzung, verschiedene Herstellungsverfahren und der Einsatz von Additiven schaffen Materialien, die sehr verschieden voneinander und für fast jede industrielle Anwendung geeignet sind.

Unter den Kunststoffarten ist Polyethylen die häufigste, und ihre Produktion übersteigt weltweit 100 Millionen Tonnen pro Jahr. Dieses Polymer wird vor allem bei der Herstellung von Verpackungen, Tüten, Membranen, landwirtschaftlichen Folien, Spielzeug und Haushaltsgegenständen verwendet. Jonh Hartwig, der eine Forschungsgruppe an der UC Berkeley leitet, hat ein Verfahren entwickelt, um Polyethylen zu recyceln und dabei viele seiner ursprünglichen Eigenschaften zu bewahren. Die Forscher fügten Hydroxylgruppen (Sauerstoff und Wasserstoff) hinzu und erzeugten mithilfe eines Katalysators auf Rutheniumbasis einen Klebstoff, der auf Metall haftet. Der entstandene Klebstoff lässt sich außerdem mit Farben auf Wasserbasis einfärben, was beim Ausgangs-Polyethylen unmöglich ist. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Chem veröffentlicht.

„Wir können die Haftung verbessern und dabei alle anderen Eigenschaften des Polyethylens erhalten, die die Industrie so nützlich findet. Verarbeitbarkeit, thermische Stabilität und mechanische Eigenschaften scheinen unversehrt zu bleiben, während die Haftung steigt. Das ist knifflig. Genau hier haben wir spannende Dinge vorzuweisen. Polyethylen hat in der Regel zwischen 2.000 und 10.000 Kohlenstoffatome in einer Kette, mit zwei Wasserstoffatomen an jedem Kohlenstoff – im Grunde ein Ozean aus CH2-Gruppen, Methylene genannt“, sagte der Mitautor Phillip Messersmith, Professor an den Fachbereichen Bioengineering sowie Materialwissenschaft und -technik der UC Berkeley. „Wir haben die Literatur durchforstet, um den aktivsten Katalysator zu finden, den wir für die Funktionalisierung einer Methylenposition finden konnten.“ „Die Katalyse führte zu chemischen Veränderungen bei weniger als 10 % des Polymers, steigerte aber seine Fähigkeit, an anderen Oberflächen zu haften, dramatisch“.

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