Kohlendioxid wird als neuer Rohstoff für die Kunststoffproduktion immer universeller. Im Projekt „Production Dreams“ arbeitet der Werkstoffhersteller Covestro zusammen mit der RWTH Aachen University und der Technischen Universität Berlin an einem weiteren Verfahren, um das Treibhausgas in industriellem Maßstab nun auch zur umweltverträglichen Herstellung von Elastomeren einzusetzen. Das sind formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben über die nächsten drei Jahre mit bis zu 1,5 Mio. EUR – im Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA³)“ in der Maßnahme „r+Impuls –Impulse für industrielle Ressourceneffizienz“.

Rund ein Viertel CO₂-Anteil
Elastomere basieren normalerweise komplett auf Erdöl. Bei ihrer Herstellung lassen sich nun in einem Vorprodukt rund 25% des ansonsten verwendeten Öls durch CO₂ ersetzen. Das Ergebnis sind sogenannte Polyethercarbonat-Polyurethane, die zu Elastomeren weiterverarbeitet werden können.

Einzelne Chargen des neuartigen Materials lassen sich im Labor bereits herstellen. Nun geht es darum, ein kontinuierliches Verfahren zu entwickeln, um eine wirtschaftliche Produktion im Industriemaßstab zu ermöglichen.

„Mit dem BMBF-Verbundprojekt Production Dreams verstärken wir unsere Bemühungen, wirtschaftliche und klimaschonende Produktionsverfahren zu entwickeln, bei denen CO₂ als Baustein für leistungsfähige Kunststoffe genutzt wird“, sagt Projektleiter Dr. Jochen Norwig, der bei Covestro in Leverkusen in der Katalyseforschung tätig ist.

Deutlich bessere Ökobilanz
Bisherige Tests in kleinerem Maßstab haben ergeben: Die so hergestellten Elastomere besitzen dieselbe hohe Qualität wie solche, die nur aus petrochemischen Rohstoffen bestehen. Gleichzeitig ist das neue Verfahren, das die Projektpartner erarbeiten und umsetzen wollen, wesentlich energieeffizienter und kommt mit weniger Lösemitteln aus. Es hat daher eine deutlich bessere Ökobilanz als konventionelle Prozesse. Da weniger Erdöl eingesetzt wird, werden zudem die Verarbeitungsschritte bis zu dessen Einsatz im Elastomer vermieden – das spart im gesamten Prozess wiederum CO₂-Emissionen und Energie ein.

Durch den Einsatz von Kohlendioxid wird somit die begrenzte Ressource Erdöl geschont und gleichzeitig die Rohstoffbasis der Chemie- und Kunststoffindustrie erweitert. Zudem nimmt die Palette an Kunststoffen zu, die sich mit CO₂ herstellen lassen.

Dank der Forschung lässt sich Kohlendioxid bereits zur Produktion von weichem Polyurethan-Schaumstoff einsetzen. Noch in diesem Jahr will Covestro am Standort Dormagen eine erste Produktionsanlage in Betrieb nehmen, um als Vorprodukt ein Polyol mit rund 20% CO₂-Anteil herzustellen. Dieses soll vorwiegend in Weichschaum-Anwendungen wie Polstermöbeln und Matratzen zum Einsatz kommen.