Recycling: US-Forscher recyceln Kunststoff zu neuem 3D-Druck-Material

Der im 3D-Druck verwendete Kunststoff PLA ist zwar biologisch abbaubar, doch nur sehr langsam. Ein schnelleres Recycling-Verfahren macht daraus ein Kunstharz.

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3D-gedruckte Objekte aus Recycling-Kunstharz: Lässt sich das Verfahren auf PET anwenden?
3D-gedruckte Objekte aus Recycling-Kunstharz: Lässt sich das Verfahren auf PET anwenden? (Bild: Washington State University)

Recycling-Plastik für den 3D-Drucker: Ein Team der Washington State University hat ein Verfahren entwickelt, um einen Kunststoff, der unter anderem im 3D-Druck zum Einsatz kommt, in einen Rohstoff für ein anderes 3D-Druckverfahren umzuwandeln.

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Der Kunststoff Polymilchsäure (Polylactic Acid, PLA) wird unter anderem in dem Schmelzschichtungsverfahren (Fused Deposition Modeling, FDM) als Filament eingesetzt. Daraus werden aber auch Verpackungen, Wegwerfbestecke oder Strohhalme hergestellt. Im Jahr werden rund 300.000 Tonnen PLA produziert.

"Es ist zwar biologisch abbaubar und kompostierbar, aber wenn man sich näher damit befasst, stellt man fest, dass es bis zu 100 Jahre dauern kann, bis es sich auf einer Mülldeponie zersetzt", sagte Yu-Chung Chang, der an dem Projekt mitarbeitete. "In Wirklichkeit verursacht es immer noch eine Menge Umweltverschmutzung."

Der Kunststoff wird zerlegt

Das Team um Forschungsleiter Jinwen Zhang entwickelte ein Verfahren, PLA schneller zu verwerten. Um einen Kunststoff zu recyceln, werden seine langen Molekülkette zerlegt in einfache Monomere. Diese bilden die Bausteine für viele Kunststoffe. Für diesen Prozess setzt das Team Aminoethanol ein, eine kostengünstige Chemikalie.

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Der Prozess läuft bei milden Temperaturen ab. Nach zwei Tagen ist das PLA zerlegt. Aus den daraus entstandenen Monomeren stellten die Forscher dann einen neuen Kunststoff her: ein Flüssigharz, das unter der Einwirkung von Licht aushärtet.

Das Kunstharz lässt sich als Rohstoff für Stereolithografie-3D-Drucker einsetzen. Es weist nach Angaben der Entwickler gleiche oder bessere mechanische und thermische Eigenschaften als handelsübliche Harze auf.

Das Team beschreibt das Verfahren in der Fachzeitschrift Green Chemistry. Es konzentrierte sich zunächst auf die Verwertung von PLA und meldete auch schon ein vorläufiges Patent auf das Verfahren an. In Zukunft soll es aber auch auf Polyethylenterephthalat (PET) angewendet werden. Der Kunststoff hat eine ähnliche chemische Struktur wie PLA, ist aber weitaus häufiger.

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