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Auf der Grundlage des Gesetzes zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfällen (KrW-/AbfG) fordert der Gesetzgeber eine zunehmende Verwertung von Abfällen und die auf Grund von Verordnungen oder freiwilligen Rücknahmeverptlichtungen der Industrie existierenden Verwertungsquoten einzuhalten. Eine Verordnung, die für dieses Thema von Bedeutung ist, ist die Verordnung über die Vermeidung von Verpackungsabfällen (VerpackV), eine weitere ist die freiwillige Rücknahmeverpflichtung der Industrie für Altkraftfahrzeuge.
Nach der VerpackV hat die Duales System Deutschland GmbH (DSD) als Garantiegeber zur Einhaltung der Verordnung für Kunststoffe aus der Sammlung eine Verwertungsquote von 72% garantiert. Das bedeutet, daß jährlich ca. 800.000 t Kunststoffe aus der Verpackung verwertet werden müssen. Da in zunehmendem Maße Kunststoffe eingesetzt werden, steigt diese Menge, insbesondere bei den Kunststoffflaschen. In diesem Kunststoffabfall sind alle Massenkunststoffe, dazu noch Verbundwerkstoffe und Gummi enthalten. Während die Polyolefine (Polypropylen und Polyethylen) durch Schwimm-Sink-Trennung weitestgehend abgetrennt werden können, gibt es derzeit für die restlichen Kunststoffe keine Verwertungsverfahren. In diesem Rest, jährlich ca. 135.000 t, sind jedoch wertvolle Materialien, vor allem Polyethylenterephthalat (PET) enthalten. Die PET-Menge macht hier mit ca. 65.000 t/a auch die größte Menge aus.
Gegenwärtig wird die Hauptmenge von Polyurethan-Weichschaumstoffabfallen aus Produktionsprozessen oder der Kfz-Demontage verbrannt oder deponiert. Bei diesem Typ von Kondensationspolymeren bestehen im Gegensatz zu den thermoplastischen Kunststoffen Verwertungsmöglichkeiten nur durch das direkte stoffliche Recycling, z. B. durch Flockung von Altschaumstoffen und deren direkte Verwendung oder Verklebung der Flocken, durch die energetische Verwertung (Verbrennung mit oder ohne Brikettierung) oder durch den chemischen Abbau der Makromoleküle, z. B. durch Pyrolyse, Hydrolyse, Solvolyse oder Hydrierung. Die Verfahren zur chemischen Spaltung haben gegenüber den anderen den Vorteil, dass durch sie die Makromoleküle gezielt in Oligomere oder Monomere umgesetzt werden, die dann weiter verwertet werden können.
Der Zerfall des multiethnischen Jugoslawien führte zur Neugründung von kleineren Nachfolgestaaten und in der weiteren zeitlichen Folge zu einer Reihe militärischer Konflikte. Die Folgen des Kosovo-Krieges 1999 mit seinen Hunderttausenden von Flüchtlingen, die in den Nachbarstaaten Albanien, Mazedonien, Griechenland und Bulgarien Schutz suchten, die Belastungen dieser Staaten durch die Notwendigkeit, zusätzlich viele Menschen mit allem Erforderlichen zu versorgen, machten die Notwendigkeit der breiten Unterstützung
durch die europäische Staatengemeinschaft deutlich. Die schnelle humanitäre Hilfe der EU-Mitgliedstaaten und vor allem der Bundesrepublik Deutschland zeigten aber auch, dass diese Soforthilfe in eine langfristige Unterstützung über die unmittelbare Beseitigung der Folgen von Krieg und Flüchtlingsströmen hinausgehen musste.
Anlässlich einer Beratung von Ministern der Republik Mazedonien und des Bundeslandes Brandenburg sowie interessierter Vertreter aus Wirtschaft und Wissenschaft im Brandenburgischen Landtag am 1. Juni 1999 wurde eine engere Zusammenarbeit in der Wirtschaft und beim akademischen Neuaufbau zwischen den Beteiligten vereinbart. In der Folge kam es zu einem ersten Kontakt zur Universität "Sv. Kiril i Metodij" in Skopje , der zentralen Universität der Republik Mazedonien, und im September 1999 zu einem ersten Besuch der Universität durch Vertreter des Landes Brandenburg.
Ziel dieser Untersuchungen war es, für die unterschiedlichen PUR-Blockweichschaumstoff-Arten optimale Verfahren und Zusammensetzungen zu finden und in Labor- bzw. kleintechnischen Versuchen zu erproben, um daraus geeignete Anwendungs- bzw. Einsatzmöglichkeiten in PUR sowie Formulierungen für neuartige Anwendungen direkt aus der Solvolyse zur Verfügung stellen zu können. Schließlich sollte durch diese angepassten Solvolysezusammensetzungen und die darauf optimierten Verfahrensbedingungen die Vorstufe des Einsatzes in industriellen Verfahren erreicht werden.
Die Herstellung von Polyurethanen (PUR) als einem der Massenkunststoffe, die in einer großen Vielfalt vor allem in hochwertigen Produkten eingesetzt werden, hat im Jahre 2004 die Grenze von 8 Mio. t/a deutlich überschritten und wird im Jahr 2005 nahe an die 9 Mio. t/a-Grenze herankommen. Gegenwärtig bereiten vor allem auf der einen Seite der Preisanstieg von bis zu 100% im Jahre 2004 und zum anderen große Mengen an Produktionsreststoffen bzw. Abfällen aus der Kreislaufwirtschaft Probleme. Diese erfordern neue Lösungen zu ihrer Verwertung, z. B. von Blockweichschaum-Produktionsabfällen, von Integralschaumstoffabfällen oder von rücknahmepflichtigen Konsumgütern, z. B. Elektronikschrott, elektrischen Haushaltsgeräten oder ab 2005 Altautomobilen. Im Rahmen von FuE-Vorhaben mit der regionalen Wirtschaft wurden an der Technischen Fachhochschule Wildau mehrere neue Lösungen erarbeitet, von denen hier die technische Lösung aus der Kombination von PUR-Hartschaumstoffabfällen aus der Kühlschrankdemontage bzw. von Verschnitten aus Produkten der Kfz.-Innenraumgestaltung und von Bindemitteln auf der Basis von PUR-Weichschaumstoffen dargestellt werden soll. Typische Abfälle von harten PUR entstehen während des Zuschnitts von glasfaserverstärkten Polyurethan-Hartschaumstoffen (PUR-HS), die z. B. als Himmel in Automobilen eingesetzt werden. Die Glasfasern im Schaum verhindern eine anderweitige Lösung der Wiederverwertung.
Die vorliegende Arbeit hat die Entwicklung der Grundlagen für eine Anlage zum Ziel, mit der aus Polyethylenterephthalat (PET), insbesondere aus Produktionsabfällen von PET-Verarbeitern, durch Umesterungen in Gegenwart von Diolen in einem kontinuierlichen Prozess aromatische Polyesterpolyole (APP) hergestellt werden können, die als Rohstoffe für Polyurethane (PUR) verwendet werden.
Presently, about 8 million metric tons of polyurethanes are produced in the world annually. During production of precursors, semi-finished products and final products about 5 to 10 % of this amount is waste, i. e. an amount of about half a million tons. To this add the products after their life cycle. This is a large source of material which should not be given to landfills or incinerators but be used as secondary materials for the production of new polyurethanes.
Poröse Sinterkeramikwerkstoffe mit unterschiedlichen Porenstrukturen werden heute in vielen Bereichen der Wirtschaft eingesetzt, z. B. als Trennmembranen, als Katalysatorträger, als Trägermaterialien in der Biotechnologie. Dabei sind zwei Arten von Sinterkeramiken zu unterscheiden: zum einen wabenförmige Sinterkeramiken und zum anderen schaumförmige Sinterkeramiken. Die wabenförmigen, oft als Strang hergestellten Sinterkeramiken, werden in immer größerem Maße als Trennmedien, z. B. in der Wasser- und Abluftreinigung, verwendet. Sie sollen hier jedoch nicht weiter betrachtet werden. Die schaumförmigen Sinterkeramiken mit unterschiedlich großer Zellgröße bzw. Zellgrößenverteilung werden als Träger oder als Hochtemperaturisolation eingesetzt. Sie werden nach zwei verschiedenen Technologien
hergestellt: zum einen durch die Füllung der keramischen Massen mit organischem Material, das beim Brennprozess verdampft wird, und zum anderen durch Beschichten von Schaumstoffen mit Keramikschlämmen und deren Brennen, wobei während des Brennens das organische Schaummaterial verdampft wird.
This paper describes a modified process to produce polyester polyols from PET wastes derived from the “bottle fraction residue” of the German Dual System (DSD) [11] employing a waste oligoester condensate of the polyesterification process with the addition of some glycols of longer chain and occasional modification with further dicarboxylic acids to produce polyester polyols of a broad range of properties which are further reacted to form polyurethane or polyisocyanurate rigid foams for insulation, construction materials, or coatings.
Based on a previously published (Peshkov 2011) synthesis route of nanoscale oligourea dispersion polyols (NODP) a new type of polyurethanes with a polyurea matrix was developed. Polyurethanes with high hardness and elasticity were prepared by reacting a formulation based on the NODP’s and di- or polyisocyanates. The polyurethanes obtained as films were characterised by mechanical tests and dynamic mechanical analysis (DMA). The phase structure depends on the amount of nanoparticles present, the isocyanate index, and the mode of curing. It is suggested that nanoparticles have to be of similar size as the matrix into which they are embedded to show a typical nano- effect such as shown here. These elastic polymers show an unusual high Shore D hardness of some 70 and tensile strength up to 47 MPa at elongations at break of 7 %.
The synthesis of polyurea dispersion polyols (PHD) was developed using a new route via depolymerization of polyurethane polyureas by a mixture of at least two glycols in the presence of a consumable catalyst, i. e. a secondary aliphatic amine. On this way such polyols were produced with a particle size distribution with a maximum in the 120 to 400 nanometer region with hydroxyl numbers of 180 to 300 mg KOH/g being optically clear and highly reactive. The exact adjustment of the ethylene oxide content of the reaction mixture together with that of the polyether polyol originally present in the polyurethane polyurea used in a predetermined range of surface tension as well as specific reaction conditions leads to these polyols which will give in turn polyurethanes with exceptional properties.
This paper is directed to the development of a new type of branched aromatic polyester polyols (APP) based on PET wastes designed to produce high quality polyurethanes (PUR). To this end, a modifi ed transesterification of PET by a glycol mixture was used and simultaneously small amounts of triols were incorporated into the reaction mixture. By this method, a series of branched APP’s with hydroxyl numbers in the range of 260 to 380 mg KOH/g and hydroxyl functionalities between 2.00 and 2.30 was received. The viscosity of the products increased slowly with the functionality in the range of 2.03 to 2.12 and sharper beyond this value. An optimum of properties was found in each series of APP with hydroxyl numbers of 260, 320, and 380 mg KOH/g, resp. with respect of viscosity, long term stability and hydroxyl functionality. APP with a higher hydroxyl functionality are useful to produce cast polyurethane resins, those with lower hydroxyl numbers for coatings, e. g. of leather.