Sechs Fraunhofer-Institute kooperieren im Zirk-Tex-Projekt zur Entwicklung innovativer Recyclingverfahren für bislang ungenutzte Abfallströme aus Polypropylen und Polyethylenterephthalat. Durch chemische Glykolyse, lösungsmittelbasiertes Recycling und Pyrolyse werden hochwertige Rezyklate erzeugt, die in Pilotanlagen zur Herstellung von Dachbahnen, Folien und Vliesstoffen eingesetzt werden. Parallel dazu entwickelt das Team ein bioabbaubares PLA-PBS-Geotextil mit individuell steuerbarer Abbaurate, um nachhaltige Einsatzmöglichkeiten im Bauwesen zu ermöglichen. Die Abläufe fokussieren Homogenität, Reinheit und Wirtschaftlichkeit und nutzen Lebenszyklusanalysen begleitend.
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Zirk-Tex-Projekt verwandelt Post-Consumer-Kunststoffe in hochwertige skalierbare Rezyklate im Pilotmaßstab
Im Rahmen des Fraunhofer CCPE-Projekts Zirk-Tex werden bisher ungenutzte Post-Consumer-Kunststoffabfälle aufgearbeitet, um hochwertige Rezyklate für Dachbahnen, Folien und Vliese zu erzeugen. Die Forscher kombinieren mechanische Aufbereitung mit innovativen chemischen Verfahren wie Glykolyse, lösungsmittelbasiertem Recycling und Pyrolyse. Im Pilotmaßstab untersuchen sie die Materialqualität, Homogenität und Verarbeitungsstabilität von recyceltem Polypropylen (rPP) und Polyethylenterephthalat (rPET), um Anwendungspotenziale zu evaluieren. Diese Erkenntnisse optimieren die gesamte Prozesskette und erleichtern den Markteintritt nachhaltiger Kunststoffprodukte effizient.
Zirk-Tex bündelt Fraunhofer-Kompetenz zur Optimierung hochwertiger recycelter PP PET-Rezyklate
Der Markt für recycelte Polypropylen- und PET-Kunststoffe erfährt derzeit eine dynamische Wachstumsphase, die von Nachhaltigkeitsanforderungen und regulatorischen Vorgaben getrieben wird. Allerdings können viele Rezyklate aufgrund von Verunreinigungen nicht mit Neumaterial konkurrieren und bleiben deshalb in anspruchsvollen Anwendungen unterrepräsentiert. Im Rahmen des Zirk-Tex-Projekts bündeln sechs Fraunhofer-Institute ihre Kompetenzen entlang der gesamten Recyclingkette. Ziel ist es, durch optimierte Sortier-, Reinigungs- und Aufbereitungsverfahren sowohl Homogenität als auch Reinheit der Werkstoffe deutlich zu steigern.
Pilotprozesskette für PP und PET: Sortierung bis Filamentspinnen konzentriert
In einem pilotierten Versuch wird die vollständige Wertschöpfungskette für Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET) abgebildet. Dazu gehören die sortenreine Erfassung von Abfallmaterialien am Fraunhofer IOSB, gefolgt von chemischen Prozessschritten und lösungsmittelbasierten Methoden am Fraunhofer ICT und IVV. Anschließend erfolgt die Zugabe Additive am LBF. Die resultierenden Kunststoffe werden am IAP zu Filamenten geformt und versponnen. Parallel dazu führen UMSICHT und IML eine umfassende und detaillierte Lebenszyklusanalyse sowie eine Stoffstromanalyse durch.
Fraunhofer IVV reinigt Abfallströme und liefert sortenreines rPP Garn
Beim lösungsmittelbasierten Recycling des Fraunhofer IVV wurden gemischte Kunststoffabfälle gezielt aufgetrennt, um 33 Prozent Polypropylen (PP) zu extrahieren und von 67 Prozent Fremdpolymeren zu separieren. Nach einer umfassenden Wasch- und Reinigungsstufe enthielt das gewonnene rPP einen Restanteil von unter zwei Prozent Polyethylen. Im Anschluss übergab das Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) das sortenreine Material an seine Pilot-Schmelzspinnanlage, wo es mittels optimierter Additivformeln zu hochwertigen Multifilamentgarnen verarbeitet wurde mit durchgängig strenger Prozesskontrolle.
Glykolyse von PET zu BHET ermöglicht rPET-Fasern auf Pilotanlagen
Im Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) erfolgt die Glykolyse zur Depolymerisation von PET, wodurch Bis(2-hydroxyethyl)terephthalat (BHET) entsteht. Anschließend übernimmt das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) die Repolymerisation des BHET zu recyceltem PET (rPET). Dieses rPET wird auf Pilot-Schmelzspinnanlagen in ein 48-filamentiges Multifilamentgarn überführt. Die erzielten Garne zeigten hohe Verarbeitungsstabilität und Materialhomogenität im Pilotmaßstab. Parallel untersuchten die Wissenschaftler eine alternative Aufbereitung der identischen PET-Fraktion mittels lösungsmittelbasiertem Recycling, um vergleichbare Garnqualitäten zu erzielen.
UMSICHT pyrolysiert Recyclingrückstände und steigert Prozesseffizienz durch Öl, Gas
Im Fraunhofer-Umsicht-Labor wurden die anfallenden Reststoffe aus dem lösungsmittelbasierten Recycling von Polypropylen sowie der Solvolyse von Polyethylenterephthalat einer Pyrolyse unterzogen. Dabei entstanden gasreiche Nebenströme und ölige Fraktionen mit minimalem Koksanteil, die als hochwertige Rohstoffe für chemische Synthesen und energetische Nutzungen dienen. Durch die Rückgewinnung dieser Bestandteile lässt sich der Gesamtwirkungsgrad beider Verfahren deutlich steigern und die Ressourceneffizienz in der Kunststoffkreislaufwirtschaft verbessern, während Emissionen reduziert werden und Kostenstrukturen nachhaltig positiv beeinflussen.
Biobasierte PLA- und PBS-Fasern ermöglichen präzise Steuerung des Abbaus
Im zweiten Anwendungsszenario werden aus biobasierten Polymeren Polylactid (PLA) und Polybutylensuccinat (PBS) vollständig schadstofffreie Fasern für den Einsatz in Geotextilien hergestellt. In 25-wöchigen Lagerungsversuchen bei konstant 40 °C Temperatur und 90 Prozent relativer Luftfeuchte konnten Additive des Fraunhofer LBF den genauen Beginn und die Geschwindigkeit des Abbaus präzise regulieren. Begleitende Ökotoxizitätstests des IME bestätigten, dass während und nach dem Abbau keinerlei schädliche Stoffe freigesetzt werden. Dieser Ansatz gewährleistet langfristige Produktsicherheit.
LCA-Analyse bestätigt signifikant überlegene Klimabilanz von Zirk-Tex-Rezyklaten gegenüber Neumaterial
Die zusammengefassten Ergebnisse der Ökobilanzstudie der Fraunhofer-UMSICHT belegen, dass die im Zirk-Tex-Projekt eingesetzten Verfahren zur Aufbereitung von recyceltem Polypropylen, Polyethylenterephthalat und Biopolymeren im Vergleich zu herkömmlichen Neumaterialien eine deutlich verbesserte Klimabilanz erzielen. Zeitgleiche Stoffstromanalysen des Fraunhofer IML weisen darauf hin, dass ausreichend PP- und PET-Altbestände vorhanden sind, während Logistikprozesse und Sortiertechnologien weiterhin optimiert werden müssen, um Effizienz und Reinheit zu steigern und eine effektive belastbare Grundlage für industrielle Skalierung bieten.
Fraunhofer Zirk-Tex zeigt effizientes chemisches Recycling für hochwertige Kunststofffasern
Im Zirk-Tex-Projekt des Fraunhofer CCPE werden verschiedene chemische Recyclingverfahren und additive Strategien kombiniert, um hochwertige Rezyklate zu erzeugen. Glykolyse, lösungsmittelbasiertes Recycling und Pyrolyse kommen zum Einsatz, wodurch sortenreines rPP sowie rPET produziert werden. Die Pilotprozesskette umfasst Sortierung, Depolymerisation, Additivierung und Spinnen. Eine positive Ökobilanz bestätigt den Klimavorteil, während maßgeschneiderte Additive Materialqualität und Verarbeitungsstabilität steigern. Parallel entstehen bioabbaubare PLA/PBS-Geotextilien mit kontrollierter Abbaurate. Insgesamt demonstriert Zirk-Tex praxisnahe Lösungsansätze für eine zirkuläre Kunststoffwirtschaft.
