07.11.2024 von Aileen Sammler
Wie thermische Analysegeräte von NETZSCH die Qualität von Rezyklaten verbessern
Da die weltweite Nachfrage nach qualitativ hochwertigen Kunststoffrezyklaten steigt, werden fortschrittliche Analysemethoden immer wichtiger. Dieser Trend wird beeinflusst durch Normen wie die DIN SPEC 91446, die Qualitätsmaßstäbe für Rezyklate in technischen Anwendungen definiert, sowie durch gesetzliche Vorgaben wie die EU-Verpackungs- und Verpackungsabfallrichtlinie.
NETZSCH zeigt in Zusammenarbeit mit dem Institut für Polymer- und Produktionstechnologien (IPT) Wismar, wie thermische Analyseverfahren wie die dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) und die Thermogravimetrische Analyse (TGA) der Recyclingindustrie helfen, diesen Anforderungen gerecht zu werden.
Thermische Analyseverfahren: DSC und TG
Herkömmliche Methoden wie Nahinfrarotspektroskopie (NIR) und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FT-IR) eignen sich gut zur schnellen Identifizierung einfacher Polymere. Bei komplexen, pigmentierten oder dunklen Materialien stoßen sie jedoch an ihre Grenzen. Hier bietet die thermische Analyse tiefere Einblicke. Die DSC erfasst Phasenübergänge und ermöglicht die Identifizierung und Quantifizierung von Polymeranteilen in Rezyklaten. Die TG überwacht Gewichtsveränderungen und liefert wertvolle Informationen zur Materialzusammensetzung und thermischen Stabilität. Zusammen bilden diese Methoden ein leistungsfähiges Werkzeug zur Analyse von Rezyklaten, insbesondere bei Mischungen mit unbekannten oder überlappenden Polymeranteilen.
Anwendungsbeispiel: Getränkekarton-Rezyklate
In einer aktuellen Studie analysierten NETZSCH und IPT Rezyklate aus Getränkekartons. Mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie (NETZSCH DSC 300 Caliris®) konnten überlagernde Peaks für PE-LD, PE-HD, PE-LLD und PP im Blend (Gemisch) identifiziert und die genauen Gewichtsanteile der Komponenten berechnet werden. Die Thermogravimetrische Analyse (NETZSCH TG 309 Libra®) ergänzte diese Erkenntnisse durch die Identifizierung der Zersetzungstemperaturen und half, zwischen organischen Materialien wie Zellulose und anorganischen Bestandteilen wie Aluminium zu unterscheiden.
Nutzen für die Recyclingindustrie
Die Kombination von DSC und TG erweist sich als unverzichtbar für die genaue Identifizierung der Zusammensetzung von Recyclingmaterialien. Die Farbe des zu untersuchenden Materials spielt bei diesen Methoden keine Rolle. Sie sind daher auch für schwarze oder dunkle Polymere geeignet. Sie liefern entscheidende Daten, die NIR und FT-IR nicht bieten können und tragen zur Verbesserung der Rezyklatqualität sowie zur Output-Maximierung bei, was der Kreislaufwirtschaft zugutekommt.
Ausblick
Die kontinuierliche Verbesserung der thermischen Analyseverfahren verspricht schnellere und genauere Methoden zur Charakterisierung von Rezyklaten, um den steigenden Anforderungen an hochwertige Recyclingmaterialien gerecht zu werden. NETZSCH ist ein Partner der Kunststoffindustrie, um den Übergang in eine Kreislaufwirtschaft zu unterstützen.
