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C. Klösch:
"Degradationsverhalten von Polypropylen unter Berücksichtigung von verschiedenen Alterungsaspekten";
Supervisor: V. Archodoulaki, M. Seier; Werkstoffwissenschaft, 2022; final examination: 2022-03-24.

With the steadily growing demand of plastics the amount of waste is increasing at the same time. The use of disposable products, such as packaging, favors this circumstance. To protect the environment with its natural resources, the used material should be reprocessed and remain in the so-called material cycle as long as possible. With the largest market share for all types of plastic, polypropylene shows the most potential in this context. However, a successful recycling is often difficult as plastics in general show a degradation while reprocessing for a variety of reasons. In the past, the direct return of production residues by mixing them with raw material during processing has shown that reprocessing is fundamentally possible. However, the behavior of the exclusive use of material that has already been processed, especially if this process is repeated several times, is uncertain. Above all, the influence of modifiers over several processing steps as well as possible interactions of ingredients with each other is questionable and indicates different behavior for each type of plastic. In course of this work, the multiple processing of raw material is to be carried out for different types of polypropylene by grinding it after each processing step and then reshaping it again using only the ground product. The degradation is described with the help of different material properties like the elastic modulus, the elongation at break or the molar mass. Negative effects were consistently observed and material failure occurred for some samples in form of brittle behavior. However, it could be shown for all investigated types of polypropylene that successful recycling is fundamentally possible, even after several processing cycles.

Abfällen zu. Gerade die Verwendung von Einwegprodukten, wie zum Beispiel Verpackungen, begünstigen diesen Umstand. Zur Schonung der natürlichen Ressourcen und Umwelt sollte verwendetes Material so lange wie möglich durch Recycling im sogenannten Werkstoffkreislauf bleiben. Hier zeigt PP mit dem größten Marktanteil von allen Kunststoffsorten das meiste Potential. Aus verschiedenen Gründen kommt es aber bei der Wiederverwertung zum Abbau des Materials, was ein erfolgreiches Recycling erschwert. Die direkte Rückführung von Produktionsresten durch Mischung mit Rohmaterial bei der Verarbeitung hat in der Vergangenheit gezeigt, dass eine Wiederaufbereitung grundsätzlich möglich ist. Das Verhalten bei der ausschließlichen Verwertung von bereits verarbeitetem Material, insbesondere wenn dieser Vorgang mehrmals wiederholt wird, ist jedoch ungewiss. Vor allem der Einfluss von Modifikatoren über mehrere Verarbeitungsschritte oder Wechselwirkungen von Inhaltsstoffen ist fraglich und lässt auf unterschiedliches Verhalten für verschiedene Materialen hindeuten. Folglich soll im Zuge dieser Arbeit die mehrmalige Verarbeitung von Rohmaterial durchgeführt werden, indem dieses nach jedem Verarbeitungsschritt gemahlen und anschließend durch alleinigen Einsatz des Mahlgutes
wieder neu geformt wird. Dabei wird der Abbau der Materialeigenschaften wie
Elastizitätsmodul, Bruchdehnung oder Molmasse beschrieben. Es konnten dabei durchwegs negative Auswirkungen beobachtet werden und früher oder später kam es zu Materialversagen in Form von Sprödverhalten. Jedoch konnte für alle untersuchten PP-Typen gezeigt werden, dass ein erfolgreiches Recycling selbst nach mehreren Aufbereitungszyklen grundsätzlich möglich ist.

Recycling;Polypropylene