Im Projekt MoRE entwickelt Fraunhofer Verfahren, um gebrauchte EPDM-Dichtungen für neue Elastomerbauteile und technische Kunststoffe aufzubereiten.
Gebrauchte Dichtungen aus Fahrzeugen und Haushaltsgeräten sollen künftig wieder als Rohstoff für hochwertige Kunststoff- und Elastomerprodukte eingesetzt werden können. Im Forschungsprojekt MoRE entwickelt das Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy (CCPE) Verfahren für das werkstoffliche Recycling von Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Das Projekt befindet sich in der Abschlussphase. Im Mittelpunkt steht nun die Übertragung der entwickelten Verfahren in industrielle Anwendungen.
EPDM ist ein synthetischer Kautschuk, der unter anderem in Autotürdichtungen, Waschmaschinen und technischen Elastomerbauteilen verwendet wird. Nach ihrer Nutzungsphase werden diese Materialien bislang häufig thermisch verwertet oder zu Gummimehl verarbeitet. Dabei gehen wesentliche Materialeigenschaften verloren. Das Projekt MoRE untersucht deshalb Möglichkeiten, gebrauchte EPDM-Dichtungen so aufzubereiten, dass sie erneut für technische Anwendungen genutzt werden können.
Devulkanisation ermöglicht die Wiederverarbeitung
Ausgangspunkt des Recyclingverfahrens sind sortierte EPDM-Dichtungen, insbesondere aus dem Automobilbereich. Diese werden zunächst zerkleinert und zu einem weiterverarbeitbaren Granulat aufbereitet.
Anschließend erfolgt eine kontinuierliche thermomechanische Devulkanisation. Dabei wird die chemische Netzwerkstruktur des vulkanisierten Kautschuks teilweise aufgebrochen. Das entstehende Recyclingmaterial (rEPDM) lässt sich danach für neue Produkte einsetzen.
Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT entwickelt hierfür einen kontinuierlichen Prozess in einem Doppelschneckenextruder. Zusätzlich untersuchen die Forschenden, ob sich die Behandlung durch den Einsatz von Mikrowellen und Ultraschall intensivieren lässt. Eine intensive Entgasung soll außerdem störende Gerüche reduzieren.
Neue Dichtungen und technische Elastomerbauteile
Am Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF wird untersucht, wie sich das devulkanisierte EPDM erneut zu Elastomerprodukten verarbeiten lässt. Durch eine anschließende Vulkanisation sollen daraus wieder belastbare Bauteile entstehen.
Als mögliche Anwendungen nennt Fraunhofer neue Dichtungen, technische Gummiformteile sowie Schwingungs- und Dämpfungselemente. Ziel der Entwicklung ist es, bei wichtigen mechanischen Eigenschaften 80 bis 100 Prozent des Niveaus entsprechender Produkte aus Neuware zu erreichen.
Recyceltes EPDM als Zusatzstoff für Polypropylen
Einen weiteren Verwertungsweg untersucht das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT. Dort wird das recycelte EPDM zu sogenannten Kern-Schale-Partikeln weiterverarbeitet, die als Schlagzähmodifikator für Polypropylen (PP) eingesetzt werden können.
Nach Angaben der Forschenden verbessern diese Partikel bei einem Recyclinganteil von 20 bis 40 Prozent die Schlagzähigkeit von PP. Damit eröffnet sich eine zusätzliche Einsatzmöglichkeit für das recycelte Elastomermaterial in technischen thermoplastischen Kunststoffprodukten.
Industrielle Umsetzung im Fokus
In der abschließenden Projektphase konzentrieren sich die beteiligten Fraunhofer-Institute auf die industrielle Nutzung der entwickelten Verfahren. Als potenzielle Anwender kommen insbesondere Hersteller und Recycler von Haushaltsgeräten, Dichtungshersteller sowie Unternehmen aus der Automobil-, Kunststoff- und Elastomerindustrie infrage. Die bisherigen Ergebnisse beim Einsatz des devulkanisierten EPDM in neuen Elastomerprodukten und als Schlagzähmodifikator in Polypropylen bewertet Fraunhofer als vielversprechend.
Bild oben: Dichtungen aus EPDM könnten zukünftig recycelt werden. Dann können neue Dichtungen aus dem devulkanisierten Material hergestellt werden. Auch der EInsatz in der Erzeugung von PP ist denkbar. Abbildung: Circular Technology mit KI