In elektronischen Altgeräten ist viel Kunststoff verbaut, etwa ein Viertel der Materialien sind Polymere. Um sie richtig aufzubereiten, müssen sie entsprechend ihrer Funktion und ihrer Beschaffenheit bei der Wiederaufbereitung erkannt werden. Das ist allerdings nicht einfach, da die meisten der Kunststoffe schwarz sind und die Identifikation in Recyclinganlagen mit Infrarotsensoren arbeiten. Diese können schwarze Polymere nicht erkennen, weil Schwarz die vom Sensor ausgehenden Lichtwellen absorbiert. Daher werden diese Kunststoffe besonders häufig verbrannt oder als minderwertiges Material in anderer Funktion oder in schlechterer Qualität eingesetzt. Mittels eines komplexen, allerdings praxisfähigen Sensorsystems ist es Forschenden des Helmholtz-Instituts Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) gelungen, Polymere zu charakterisieren.

Die Wissenschaftler haben 23 Kunststoffe mit bildgebenden und punktuell messenden Spektralsensoren analysiert und entscheidende Parameter zur zweifelsfreien Unterscheidung der Typen ausgemacht. Mit verschiedenen Spektrometern, die im Zusammenspiel eine genaue Analyse liefern, sei es jetzt gelungen, die diversen Polymere genau zu differenzieren, sagt Andrea de Lima Ribeiro vom HIF: "Die Untersuchung hat gezeigt, dass keiner der Sensoren allein in der Lage ist, alle Kunststoffverbindungen zu identifizieren und gleichzeitig die betrieblichen Anforderungen der Industrie zu erfüllen", sagt die Wissenschaftlerin. "Die optimale Charakterisierung der Kunststoffe wird mit der Kombination aus Bildgebung und Punktmessungen erreicht."

In der Praxis müssen die Untersuchungsinstrumente Polymere, die zerkleinert über schnell laufende Förderbänder hinwegrasen, erkennen. Hier spielt der Faktor Zeit eine zentrale Rolle: Die Sensoren müssen schnell ein Ergebnis liefern. "Um das Leistungspotenzial der Sensoren bewerten zu können, müssen sie unter den in Recyclinganlagen herrschenden Betriebsbedingungen eingesetzt werden. Am HIF haben wir eine Förderband-Teststrecke, auf der sich die Materialien mit bis zu einem Meter pro Sekunde bewegen und von den verschiedenen Sensoren gescannt werden", so de Lima Ribeiro. Die Erkenntnisse finden bereits Anwendung in einem Projekt zum Recyceln von Autos, dass eine automatisierte Materialerfassung für eine exakte Trennung der in den Fortbewegungsmitteln verbauten Stoffe gewährleisten soll.

pm/jar