GFK im Kreislauf
So klappt das Recycling von glasfaserverstärkten Kunststoffen

Von E. Uhlmann, M. Polte, T. Hocke, Chr. Schmiedel und R. J. Neuschäfer 7 min Lesedauer

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Glasfaserverstärkte Kunststoffe finden sich im Bau- und Nutzfahrzeug-Sektor oder in Rotoren für Windkraftwerke. Aber wie können diese Material-Mix-Komponenten recycelt werden? Die Antworten sind hier ...

Bild 1: Zerkleinerte Partikel aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) kommen in vielen verschiedenen Größen vor und beinhalten verschiedene Mengen an Harzbinder, wodurch die mechanischen Eigenschaften stark variieren. Doch das können Forscher jetzt genauer beurteilen.(Bild:  IWF)
Bild 1: Zerkleinerte Partikel aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) kommen in vielen verschiedenen Größen vor und beinhalten verschiedene Mengen an Harzbinder, wodurch die mechanischen Eigenschaften stark variieren. Doch das können Forscher jetzt genauer beurteilen.
(Bild: IWF)

Vor dem Hintergrund der modernen Kreislaufwirtschaft sind Aspekte wie Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit allgegenwärtig. In einigen Industrien werden diese allerdings immer noch wirtschaftlichen Erwägungen untergeordnet, unter anderem weil es an technischen Innovationen mangelt. Ein bedeutendes Beispiel dafür ist der Windenergiesektor, in dem Windkraftanlagen selten unter Berücksichtigung sämtlicher Umweltaspekte entsorgt werden. Dies liegt insbesondere daran, dass sowohl Vertikalachsen-Windkraftanlagen als auch Horizontalachsen-Windkraftanlagen zu einem signifikanten Teil aus mit Glasfasern verstärkten Kunststoffen (GFK) hergestellt werden. Diese eignen sich aufgrund ihrer hohen Flexibilität und Stabilität bei geringem Gewicht besonders für die Fertigung der Rotorblätter. Mit einem stetig zunehmenden Anstieg wissenschaftlicher Neuerungen und den immer kürzer werdenden Entwicklungszeiten td bezüglich innovativen Verbesserungen müssen Windkraftanlagen regelmäßiger ausgetauscht werden.

Windkraftrotoren halten etwa 25 Jahre durch

Die durchschnittliche Lebensdauer beträgt zwar tL = 25 Jahre, die tatsächliche Einsatzdauer tE hat sich allerdings in den letzten Jahren stark reduziert, da neuere, effizientere Windkraftanlagen immer schneller verfügbar sind und schnellstmöglich zum Einsatz kommen sollen. Damit einher geht auch eine stetig wachsende Zahl an veralteten Anlagen nA, die entsorgt werden müssen [JEN18]. Da diese Entsorgung mit einem hohen zeitlichen und finanziellen Aufwand verbunden ist, werden die Anlagen oft deponiert oder verbrannt. Dies stellt keine langfristig nachhaltigen Methoden einer Kreislaufwirtschaft dar. In den seltenen Fällen, in denen es zu einem Recycling kommt, wird in der Regel auf chemische Zersetzungs- oder auch Pyrolyseprozesse zurückgegriffen. Beide sind mit einem hohen Energieaufwand ΔE verbunden und dementsprechend nur eingeschränkt als nachhaltig zu bezeichnen. Noch seltener ist die mechanische Zerlegung, in der die Glasfasern gebrochen und zerkleinert werden (siehe Aufmacher = Bild 1). Diese ist mit einem erhöhten Aufwand verbunden, weil die Fasern aus einem sehr harten Werkstoff bestehen, welcher das Zerkleinerungswerkzeug rapide verschleißt. Im Anschluss lässt sich das Endprodukt dann lediglich noch als Füllstoff im Bauwesen oder Bootsbau verwenden, da die gebrochenen kurzen Fasern nicht mehr die geeigneten mechanischen Eigenschaften der ursprünglichen GFK-Bauteile erreichen können.

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