17. 02. 2026
Verfasst von: Dieter E. Kaufmann
Von Leiterplatten zu Windrotoren – chemisches Recycling
Seit rund 100 Jahren lebt die Menschheit in einer industriellen Kunststoffzeit. Viele Kunststoffe werden nur sehr langsam biologisch abgebaut. Zunehmend gelangen sie als Mikro- und Nanoplastik in die gesamte Nahrungskette bis zum menschlichen Endverbraucher. Umso wichtiger ist es, Materialien in der Kreislaufwirtschaft wieder zu verwenden. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Clausthal hat mit einem Praxispartner den weltweit ersten Prozess für das vollständige chemische Recycling von Epoxidharzkompositen entwickelt und patentiert.
Duromere Werkstoffe vollständig recyceln
Recycling ist ein zentraler Baustein der Kreislaufwirtschaft. Das mechanische Recycling gelingt bereits in großem Umfang bei neuwertigen, thermoplastischen Polymeren, etwa bei Getränkeflaschen (PET). Befinden sich jedoch polymere Materialien über viele Jahre in Gebrauch, verschlechtern Abbau- und Oxidationsprozesse die Materialeigenschaften, so dass sie sich nicht mehr für die ursprüngliche Verwendung eignen (Downcycling). Das gilt in besonderem Maße für duromere und damit unschmelzbare Epoxidharzverbundmaterialien mit Carbon- oder Glasfasern. Diese Hightech-Werkstoffe werden zum Beispiel als mechanisch verstärkte Materialien in der Luftfahrt-, Fahrzeug- und Windenergieindustrie sowie in Sport und Freizeit verwendet.
Materialien in Ausgangsstoffe zurückspalten
„In diesem Fall können die Polymermaterialien nur durch chemisches Recycling selektiv in ihre Ausgangsstoffe zurückgespalten werden“, sagt Prof. Dr. Dieter E. Kaufmann von der TU Clausthal. „Mit diesem Upcycling gewinnen wir neuwertige Basisstoffe.“ Sein Team vom Institut für Organische Chemie hat gemeinsam mit der MPM Environment Intelligence GmbH, einem mittelständischen Recycler von Leiterplatten aus dem niedersächsischen Gittelde, den weltweit ersten chemischen Eintopf-Prozess für das vollständige chemische Recycling von Epoxidharzkompositen entwickelt. Beteiligt waren die Forschenden Dr. Viktor A. Zapol’skii, Mariia Babkova und Christoff Brüdigam sowie Felix Kolbe von MPM. Der Bund hat das Projekt im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert.
Milde Druck- und Temperaturbedingungen
Das vollständige Recycling aller Monomere und Fasern gelingt, indem der Vernetzer abgespalten und eine Etherbindung des Polymers mit Bortrichlorid unter relativ milden Druck- und Temperaturbedingungen gespalten wird. „Neben Leiterplatten lassen sich mit diesem Prozess Epoxidharzkomposite von Flugzeugen, Fahrzeugen und Windturbinen recyceln“, berichtet Projektleiter Dieter E. Kaufmann. „Auch das eingesetzte chemische Spaltungsreagenz Bortrichlorid kann vollständig recycelt und erneut im Prozess verwendet werden.“ Das Verfahren meldeten die TU Clausthal und MPM gemeinsam in Deutschland, Europa, den USA und China zum Patent an. Alle Patente wurden inzwischen erteilt.
Institut für Organische Chemie
Institut für Organische Chemie
38678 Clausthal-Zellerfeld
38678 Clausthal-Zellerfeld
