Kontinuierliche alkalische Depolymerisation von Poly(ethylenterephthalat) im Doppelschneckenextruder

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Die Arbeit untersucht die Überführung der alkalischen Esterhydrolyse von PET mit festem Natriumhydroxid in einen kontinuierlichen Prozess, um ein industriell nutzbares chemisches Recyclingverfahren für gemischte Kunststoffabfälle zu entwickeln. Im Gegensatz zum mechanischen Recycling ermöglicht dieser Ansatz die hochwertige Rückgewinnung von Monomeren wie Terephthalsäure.

Dazu werden sowohl experimentell die Einflussfaktoren auf die Depolymerisation analysiert als auch das Verfahren technologisch, ökologisch und ökonomisch bewertet. Als kontinuierlicher Reaktor wird ein Doppelschneckenextruder eingesetzt, da Faktoren wie Durchmischung, Basenkonzentration und Oberflächenerneuerung entscheidend für die Reaktion sind.

Die Ergebnisse zeigen, dass bereits mit geringem NaOH-Überschuss sehr hohe Ausbeuten erzielt werden können und Beschichtungen des PET die Reaktion kaum beeinträchtigen. Temperatur, Drehzahl und Durchsatz haben einen wesentlichen Einfluss auf Ausbeute und Produktqualität. Besonders hervorzuheben ist, dass bei sehr kurzen Verweilzeiten von unter einer Minute Ausbeuten von über 99 % erreicht werden können, was den Prozess wirtschaftlich attraktiv macht und eine deutlich höhere Raum-Zeit-Ausbeute im Vergleich zu Batch-Verfahren ermöglicht.

Ein Nachteil des Verfahrens ist die Bildung von Natriumsulfat als Nebenprodukt, das Aufwand, Umweltbilanz und Kosten beeinflusst. Gleichzeitig ermöglicht die intensive Durchmischung im Extruder den Verzicht auf zusätzliche Lösungsmittel oder Katalysatoren.

Insgesamt zeigt die Arbeit das Potenzial eines effizienten, kontinuierlichen und industriell skalierbaren chemischen Recyclingverfahrens für PET-haltige Abfälle.