Nicht alle Kunststoffe haben den gleichen Schaden für die Umwelt. Thermoplaste sind stark und langlebig, was sie im Vergleich zu Duroplasten schwer recycelbar macht. Darüber hinaus gibt es einen Kunststoff-Identifizierungscode (RIC), der bestimmt, welche Kunststoffe recycelt werden können und wie. Schließlich enthalten einige Kunststoffe Chemikalien wie Chlor, die für die Umgebung giftig sein können.
Im Jahr 1907 kam der belgische Chemiker Leo Baekeland dem Chemiker James Swinburne um nur einen Tag im Patentamt in Schottland zuvor. Dort patentierte Baekeland ein Material namens Bakelit, das der weltweit erste vollsynthetische Kunststoff war. Es diente als wichtiger Vorläufer für die Kunststoffe, die wir heute verwenden. Von Lebensmittelbehältern und Babyflaschen bis hin zu elektronischen Chipträgern – Kunststoff ist überall. Der Kunststoffmarkt war noch nie größer, insbesondere während der Covid-19-Pandemie, in der synthetische Polymere und gängige Kunststoffe eine entscheidende Rolle in der Medizinbranche spielten. Täglich wurden Millionen von Plastikhandschuhen und Masken verwendet.
Es ist vernünftig anzunehmen, dass jeder von uns im Laufe seines Lebens zu einer erheblichen Menge an Plastikabfall beiträgt. (Foto: Farantsa/Shutterstock)
Kunststoff ist nicht völlig böse in der Welt, aber was machen wir mit all dem Kunststoff, wenn wir damit fertig sind?
Was ist Kunststoff?
Um das Schicksal von Kunststoff als Abfall zu verstehen, müssen wir seine chemische Zusammensetzung verstehen.
Kunststoff ist ein Polymer, was bedeutet, dass er aus kleinen chemischen Einheiten namens Monomere besteht, die miteinander verknüpft sind, um ein großes Molekül, das Polymer, zu bilden. Diese Monomere sind durch kovalente Bindungen verbunden. Es ist hilfreich, sich ein Monomer als Ziegelstein vorzustellen, und mehrere Ziegelsteine werden verwendet, um ein Haus zu bauen, das das Polymer darstellt. Allerdings sind nicht alle Kunststoffe der gleiche Typ von Polymer. Es gibt zwei Haupttypen: Duroplaste und Thermoplaste. Der Unterschied liegt in ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften.
Polypropylen, ein Kunststoff aus mehreren Monomereinheiten Propen. (Foto: Danijela Maksimovic/Shutterstock)
Duroplaste werden durch Flüssigformverfahren hergestellt. Polymere und andere Substanzen werden auf einen flüssigen Zustand erhitzt, und während die Mischung in der Form abkühlt, erstarrt sie zu einem Duroplast. Dieser Prozess umfasst eine chemische Reaktion namens Vernetzung, die den Polymeren hilft, hohe Temperaturen standzuhalten. Beispiele für Duroplaste sind Polyester, Polyimide und Polyurethan. Diese Kunststoffe können jedoch aufgrund ihrer Vernetzungen nicht recycelt werden. Im Gegensatz dazu sind Thermoplaste hitzeempfindlich und können beim Erhitzen nach dem Aushärten bei hohen Temperaturen geschmolzen werden. Dadurch sind sie leichter recycelbar. Polyethylen ist ein häufiger Thermoplast.
Was passiert mit all dem Kunststoff, wenn wir damit fertig sind?
Ein Recycling-Symbol aus Plastikflaschen, die ironischerweise selten recycelt werden. (Foto: Mykolastock/Shutterstock)
Die Antwort ist einfach: Recycling
In Wirklichkeit ist das Problem mit Plastik komplexer als es auf den ersten Blick scheint. Das Hauptproblem besteht darin, dass Plastik nicht in eine andere Substanz umgewandelt werden kann. Obwohl es technisch möglich ist, Plastik in Brennstoff oder Öl zu recyceln, führt dieser Prozess zur Freisetzung von giftigen Schadstoffen, was eine Verlier-Situation darstellt.
Die meisten Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar und zerfallen in kleinere Teile, die als Mikroplastik bezeichnet werden, anstatt in einfachere organische oder biologische Materialien. Um die Bildung von Mikroplastik zu verhindern, ist das ideale Lösung, Kunststoffe zu recyceln. Es gibt jedoch viele Herausforderungen, die bei dem Versuch, das Plastikrecycling zu skalieren, auftreten.
Kunststoffe und Kunststoffgegenstände werden mit einem Resin Identification Code (RIC) versehen, um den verwendeten Kunststofftyp zu identifizieren. Basierend auf diesem Code können Kunststoffe zu einer von sieben Klassen gehören. RIC Klassen 1 und 2 können recycelt werden, während Klassen 3-7 je nach Standort recycelbar sein können.
Es gibt weitere Komplikationen bei speziellen Fällen wie zweischichtigen Objekten, wie zum Beispiel einer Kaffeetasse, die das Kunststoffrecycling erschweren. Kunststoff, der mit einem anderen Material wie Papier verschmolzen ist, kann nicht recycelt werden, ohne die Materialien zu trennen und zu verarbeiten.
Darüber hinaus können einige Kunststoffgegenstände nur eine begrenzte Anzahl von Malen recycelt werden, da die monomeren Ketten, aus denen der Kunststoff besteht, bei jedem Recyclingprozess verkürzt werden. Dies wirkt sich direkt auf die Qualität und Festigkeit des recycelten Kunststoffs aus.
Interessanterweise wird der meiste recycelte Kunststoff mit neuem oder „jungfräulichem“ Kunststoff verstärkt, um den Qualitätsverlust während des Recyclings auszugleichen. Dies widerspricht dem Zweck des Recyclings, nämlich weniger Kunststoff zu verwenden. Man könnte sich fragen, ob dies überhaupt als Recycling betrachtet werden kann.
Also sind nicht alle Arten von Kunststoff zwangsläufig umweltschädlich. RIC Klasse 1 und 2 Kunststoffe werden umfangreich recycelt und tragen weniger zur Produktion von Mikroplastik bei. Sie werden häufig zur Herstellung einfacher einlagiger Produkte wie Wasserflaschen verwendet.
Klassen 3-6 sind schwieriger zu beurteilen, da ihre Recyclingfähigkeit vom Standort und den erforderlichen Prozessen abhängt, die komplexer sein können. Klasse 7 Kunststoffe sind besonders schwierig zu recyceln, da sie in keine der vorherigen sechs Klassen passen und ihre Zusammensetzung oft unbekannt ist.
Zusammenfassend sind bestimmte Arten von Kunststoffen, wie Polyvinylchloride (PVC) und Polystyrene, gefährlicher als andere. Die Recyclingprozesse für PVCs zielen darauf ab, gefährliche Mengen an Chlor und Zusatzstoffen zu entfernen, da PVC von der Weltgesundheitsorganisation als krebserregend eingestuft wurde.
Jedes einzelne Stück Plastik wird letztendlich zu Mikroplastik zerfallen. Das eigentliche Problem liegt im Mangel an Plastikrecycling. Nur 9% des weltweiten Plastiks werden tatsächlich recycelt. Wir müssen eine bessere Lösung finden, um die Menge an recyceltem Plastik zu erhöhen. Ohne eine Lösung spielt es keine Rolle, welche Art von Plastik produziert wird, da die meisten davon immer noch als Mikroplastik enden werden, da es im ersten Platz nicht recycelt wird. Es gibt jedoch etwas Hoffnung. Wissenschaftler und Ingenieure arbeiten hart daran, neue Biokunststoffe aus erneuerbaren und biologisch abbaubaren Materialien wie Pflanzenöl, Hefe oder Mais herzustellen. Diese Biokunststoffe können biologisch abgebaut werden und bieten einen positiven Ausblick für das Plastikmanagement in der Zukunft.