Die Kunststoffindustrie steht vor einer großen Aufgabe: Sie soll mehr wiederverwertete Materialien einsetzen und gleichzeitig die gleiche Qualität liefern wie bei neu produziertem Kunststoff. Genau hier setzt das Projekt „SmartReUSE“ an. Es wird von der Europäischen Union und dem Freistaat Bayern gefördert und verfolgt ein klares Ziel: Kunststoffe aus Abfällen so aufzubereiten, dass sie zuverlässig und hochwertig in neuen Produkten eingesetzt werden können.
Unter Rezyklaten versteht man Kunststoffe, die aus Produktionsresten oder aus gebrauchten Produkten zurückgewonnen werden. Man unterscheidet dabei zwischen „Post Industrial Rezyklaten“ (PIR), also Resten aus der Industrieproduktion, und „Post Consumer Rezyklaten“ (PCR), die aus bereits genutzten Produkten wie Verpackungen stammen. Beide Arten sollen im Projekt künftig stärker genutzt werden, um Erdöl einzusparen und den CO₂-Ausstoß zu verringern.
„Wir wollen zeigen, dass Recycling-Kunststoffe kein Kompromiss sein müssen, sondern eine echte Alternative zu neuem Material sein können“, erklärt Michael Nase, Projektleiter und Leiter des Instituts für Kreislaufwirtschaft der Bio:Polymere der Hochschule Hof (ibp).
Datenanalyse statt langwieriger Testreihen
In der Praxis ist der Einsatz von Recycling-Kunststoffen oft schwierig, weil ihre Eigenschaften schwanken. Mal sind sie besonders fest, mal weniger belastbar, mal verändern sie sich bei Hitze anders als erwartet. Diese sogenannten thermischen Eigenschaften beschreiben das Verhalten bei Temperaturveränderungen.
Die sogenannten rheologischen Eigenschaften geben Auskunft darüber, wie gut ein Kunststoff im geschmolzenen Zustand fließt und sich verarbeiten lässt. Physikalisch-chemische Eigenschaften betreffen zum Beispiel die Zusammensetzung und Struktur des Materials. Hinzu kommen die mechanischen Eigenschaften, also etwa Festigkeit oder Dehnbarkeit des fertigen Bauteils. Im Projekt werden all diese Eigenschaften genau untersucht und dokumentiert.
Die dabei entstehenden Material- und Prozessdaten werden mit Hilfe einer Mustererkennungssoftware ausgewertet. Das bedeutet: Ein Computerprogramm sucht in großen Datenmengen nach wiederkehrenden Zusammenhängen zwischen Materialzustand, Verarbeitungseinstellungen und der Qualität des Endprodukts.
Auf dieser Grundlage entstehen konkrete Empfehlungen, etwa zum Mischverhältnis verschiedener Kunststoffe oder zum Einsatz von Additiven und Stabilisatoren. Additive sind Zusatzstoffe, die bestimmte Eigenschaften verbessern, beispielsweise die Haltbarkeit. Stabilisatoren sorgen dafür, dass das Material bei Hitze oder Licht weniger schnell altert.
„Unser Ziel ist es, Unternehmen klare und verständliche Handlungsempfehlungen zu geben“, so Michael Nase. „Sie sollen schneller entscheiden können, welche Mischung und welche Maschineneinstellung zum gewünschten Ergebnis führen.“
Enge Zusammenarbeit mit Unternehmen der Region
Das Projekt wird an der Hochschule Hof in enger Zusammenarbeit zwischen den Instituten ibp und dem Institut für Informationssysteme (iisys) sowie mehreren Industriepartnern umgesetzt. Letztere sind unter anderem der Recycler KomRec-ReCond GmbH, die kunststoffverarbeitenden Unternehmen Kirschneck GmbH, BKW Kunststoff GmbH, WIKUTEC GmbH und Kunststofftechnik Schnitzler GmbH & Co. KG, der Analysegerätehersteller Erich Netzsch B.V. & Co. Holding KG und das Softwareunternehmen smartlytic GmbH. Durch auf die Unternehmen abgestimmte Recyclingprojekte wird die entwickelte Mustererkennungssoftware validiert und für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) nutzbar gemacht.
Das Projekt läuft von 2025 bis 2028
Im ersten Teilprojekt werden verschiedene Ströme aus gebrauchten Verpackungskunststoffen vom Typ PCR-HDPE untersucht. HDPE steht für „Polyethylen hoher Dichte“, einen besonders stabilen und weit verbreiteten Kunststoff, der häufig für Flaschen oder Kanister verwendet wird. Ziel ist es, dieses Material so aufzubereiten, dass daraus wieder hochwertige Folien hergestellt werden können.