Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Wegen ihres duromeren Charakters gelten Polyurethane als schwer oder nicht wiederverwertbar. Besonders betrifft das stark vernetzte PUR-Hartsch\u00e4ume. Trotz intensiver Entwicklungsarbeiten gibt es derzeit kein Verfahren, das in industriellem Ma\u00dfstab realisiert wird.
\nDer Schwerpunkt dieses Forschungsvorhabens umfa\u00dfte das werkstoffliche Recycling. Dazu wurden unterschiedlich vernetzte Sch\u00e4ume, die \u00fcberwiegend von Partnerfirmen eingesetzt werden, nach dem Flie\u00dfpre\u00dfverfahren zu neuen Produkten verarbeitet. Dieser Proze\u00df wurde optimiert und die Produkte werkstofflichen Pr\u00fcfungen unterzogen. In Kooperation mit Partnerfirmen wurde auch der Einsatz von PUR-Recyclaten in neuen PUR-Hartsch\u00e4umen weiterentwickelt (RemoTec-Verfahren). Die bei der Verarbeitung entstehenden Emissionen wurden analytisch untersucht, unter besonderer Betrachtung der FCKW-Problematik.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm ersten Jahr der Projektbearbeitung wurden folgende Untersuchungen durchgef\u00fchrt:
\n – Zerkleinerungsversuche verschiedener Polyurethansysteme (Anschaffung einer Laborm\u00fchle)
\n – Ausbau und Erprobung der Verarbeitungsanlagen (Entwicklung und Bau eines geeigneten
\n Pre\u00dfwerkzeuges unter Ber\u00fccksichtigung k\u00fcnftiger Emmissionsmessungen, Kapselung der Anlage)
\n – Entwicklung des Flie\u00dfpre\u00dfverfahrens f\u00fcr PUR-Hartsch\u00e4ume
\n– Entwicklung einer analytischen Methode zur Erfassung der Emissionen von Polyurethansch\u00e4umen<\/p>\n
Im zweiten Bearbeitungsjahr wurden folgende Schwerpunkte berarbeitet:
\n – Optimierung der Verarbeitungsparameter f\u00fcr stark vernetzte PUR-Hartsch\u00e4ume mit dem neuen
\n Pre\u00dfwerkzeug und Ermittlung der mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Produkte
\n – Untersuchungen der Formteile mit PUR-Schaum-Recyclaten (hergestellt nach RemoTec-Verfahren)
\n – Entwicklung und Optimierung der analytischen Methoden und Probennahme der Emissionen mit dem
\n neuen Pre\u00dfwerkzeug
\n – Systematische, analytische Untersuchungen zur FCKW-Problematik von PUR-Hartsch\u00e4umen (mit Kooperationspartnern)<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es konnte anhand von mehreren, unterschiedlichen PUR-Materialien erstmalig nachgewiesen werden, da\u00df das Flie\u00dfpre\u00dfverfahren auch f\u00fcr die Wiederverwertung von Hartsch\u00e4umen anwendbar ist. Die Verarbeitungsparameter m\u00fcssen jedoch jedesmal, abh\u00e4ngig vom PUR-System, optimiert werden.
\n Die besten mechanischen Eigenschaften und die beste Qualit\u00e4t der Oberfl\u00e4che wurden bei h\u00f6heren Werkzeugtemperaturen (210\u00b0C bis 250\u00b0C), l\u00e4ngeren Pre\u00dfzeiten (3 bis 6 min.) und kleineren Partikelgr\u00f6\u00dfen (unterhalb der Porengr\u00f6\u00dfe, 0,2 mm) erzielt. Eine Steigerung der Kennwerte ist bis zur Zersetzungsgrenze des Materials m\u00f6glich. Der Pre\u00dfdruck beeinflu\u00dft die mechanischen Eigenschaften nicht so stark wie Pre\u00dftemperatur und -zeit, wobei diejenigen Proben die h\u00f6chsten Festigkeitswerte aufweisen, die mit einem maximalen Pre\u00dfdruck von ca. 480 bar gepre\u00dft wurden. Mit kleinerer Korngr\u00f6\u00dfe wurden die Recyclat-Proben homogener. Die Korngr\u00f6\u00dfe 0,125 mm ergab die beste Oberfl\u00e4chenqualit\u00e4t. Mehrmalige Verarbeitung von PUR-Hartschaum-Recyclaten (bis 5 mal) mittels des Flie\u00dfpre\u00dfverfahrens ist m\u00f6glich und hat keinen negativen Einflu\u00df auf die mechanischen Eigenschaften.
\nEine Modifikation des Flie\u00dfpre\u00dfens durch die Zugabe von PUR-Weichschaum-Recyclaten f\u00fchrt zu einer \u00c4nderung des mechanischen Verhaltens: Elastizit\u00e4t, Rei\u00dfdehnung und Schlagz\u00e4higkeit steigen mit zunehmendem PUR-Weischaum-Anteil.
\nZielsetzung der Bestimmung des Restgehaltes an F11 war es, zu zeigen, durch welche Ma\u00dfnahmen der Restgehalt im PUR-Schaum reduziert werden kann. Einflu\u00dfgr\u00f6\u00dfen waren verschiedene Korngr\u00f6\u00dfen, Temperaturen und techn. Vakuum. Zur Bestimmung des Restgehaltes konnten zwei verschiedene analytische Methoden entwickelt werden. Die Analysenergebnisse erlauben folgende Schlu\u00dffolgerungen: Durch mechanische Zerkleinerung kann der F11-Gehalt auf einen bestimmten Grenzwert reduziert werden. Im Falle eines systematisch untersuchten PUR-Schaumes lag dieser Wert bei ca. 3 Gew.%. Selbst eine Zerkleinerung des Materials unter die Zellgr\u00f6\u00dfe bewirkt keine weitere Freisetzung von FCKW. Durch thermische Behandlung kann der Restgehalt F11 erwartungsgem\u00e4\u00df weiter reduziert werden. Je nach Zerkleinerungsgrad des Materials verl\u00e4uft die Freisetzung des F11 unterschiedlich schnell. Unter dem Einflu\u00df eines techn. Vakuums (300 mbar) kann der F11-Gehalt nur unwesentlich verringert werden.
\nF\u00fcr die Probennahme und analytische Erfassung der Emissionen w\u00e4hrend des Flie\u00dfpre\u00dfverfahrens konnte eine zuverl\u00e4ssige Methode entwickelt werden. Erst die Kombination verschiedener Adsorbentien in sog. Sandwitch-Einheiten f\u00fchrte zur gleichzeitigen Erfassung sowohl der leicht- als auch schwerfl\u00fcchtigen Substanzen. Durch Optimierung des analytischen Systems konnten zumindest die Hauptkomponenten der Emissionen erfa\u00dft werden. Insgesamt erh\u00e4lt man komplexe Chromatogramme (bis zu 170 Einzelkomponenten).
\nDie nach dem RemoTec-Verfahren hergestellten Formteile weisen gute physikalisch-mechanische Eigenschaften auf, was die Anwendung von solchen Produkten f\u00fcr technische Isolierungen erm\u00f6glicht. Nach diesem Prinzip hergestellte Teile k\u00f6nnen z.B. als innere Schicht zur Isolierung von Hei\u00dfwasserspeichern eingesetzt werden. Dadurch wird ein echter Material-Kreislauf gesichert. Die werkstoffliche Wiederverwertung von PUR-Sch\u00e4umen mittels des RemoTec-Verfahrens ist auch aus \u00f6konomischen Gr\u00fcnden vorteilhaft (Kostensenkung um ca.10 – 15% beim Einsatz von Recyclaten).<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
\u00b7 D. Kardasz, J. Zicans, A.K. Bledzki, M. Kalnins -Recycling of foamed polyurethane, Seminar
\n Advances in new polymer materials, 3. – 4. Juli 1995, Riga\/Lettland
\n\u00b7 D. Kardasz, J. Zicans, A.K. Bledzki – Recycling von Polyurethanen, Konferenz Polymere-Umwelt-
\n Recycling, 27. – 29. September 1995, Stettin\/Polen
\n\u00b7 A.K. Bledzki – M\u00f6glichkeiten und Praxis des Recyclings von PUR-Produkten, Konferenz
\n INTERPUR\u00b495, 22. – 24. Oktober 1995, Bydgoszcz\/Polen
\n\u00b7 D. Kardasz, M. Klein, A.K. Bledzki, H. Parlar – Poster Recycling of rigid polyurethane-foams –
\n compression moulding. Determination of trichlorofluoromethane R 11, Kongre\u00df R\u00b497 Recycling,
\n Recovery, Re-integratin, 4. – 7.02.1997, Genf\/Schweiz
\n\u00b7 Presseberichte \u00fcber dieses Projekt und Kooperation mit mittelst\u00e4ndigen Unternehmen (insgesamt 10,
\n u.a. FAZ, HNA Hessische Allgemeine, Publik – Hochschulzeitung, Euwid, Firmen-Zeitschriften).<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in dem Projekt erzielten Ergebnisse zeigten, da\u00df sowohl mit dem Flie\u00dfpre\u00df- als auch mit dem RemoTec-Verfahren PUR-Hartsch\u00e4ume erfolgreich recycliert werden k\u00f6nnen.
\nDie hergestellten Materialien weisen gute mechanische Eigenschaften auf und k\u00f6nnen in verschiedenen technischen Bereichen eingesetzt werden.
\nEs konnte nachgewiesen werden, da\u00df trotz Feinzerkleinerung und Entgasung ein Restgehalt an F11 im Material verbleibt. Dennoch werden vom Gesetzgeber keine unteren Konzentrationsgrenzen angegeben, unterhalb der das in Verkehr bringen eines solchen Materials erlaubt w\u00e4re. Hauptemissionsprodukte sind die dem PUR-Schaum zugesetzten Treibmittel, Katalysatoren und Flammschutzmittel.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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