Seite 4: Das neue Plastikzeitalter

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Die neueste Entwicklungsrichtung wurde von zunehmender Sorge um das Klima angestoßen: "Wir wollen erreichen, dass CO2 als Wertstoff für die Herstellung von Polyurethanbausteinen genutzt werden kann", sagt Christoph Guertler von Bayer MaterialScience. Polyol, ein Sammelbegriff für Kohlenwasserstoffe mit mehreren Alkoholgruppen, ist einer der zwei Hauptausgangsstoffe von Polyurethan, das vor allem für Lacke oder Schäume verwendet wird. Hierfür hat Bayer zusammen mit der RWTH Aachen Anfang des Jahres das "CAT Catalytic Center" gegründet. Denn damit das Treibhausgas, das bei vielen Industrieprozessen entsteht und in die Atmosphäre entweicht, als Rohstoff genutzt werden kann, muss ein neuer Katalysator her.

Statt wie früher Kalilauge nutzen viele Hersteller als Katalysator heute das tausendmal aktivere Doppel-Metall-Cyanid (DMC), das Zink und Kobalt enthält. Weil die Zugabe von CO2 die Aktivität von DMC verlangsamt, wird nun die Reaktion in einer Versuchsanlage systematisch analysiert. "Wir müssen genau untersuchen, wie die Reaktion von DMC mit CO2 und Propylenoxid funktioniert", sagt CAT-Leiter Thomas Müller. Deshalb werden Parameter wie Druck oder Temperatur variiert und auch andere Katalysator-Materialien auf Zink-Basis getestet. Die Ergebnisse werden wiederum mit Simulationsrechnungen des Prozesses verglichen. Am Ende soll eine neue effiziente Katalysator-Generation stehen, die CO2 zum Wertstoff machen kann.

Versuch und Irrtum

Knapp 100 Jahre nachdem der Belgier Leo Baekeland mit dem Bakelit den ersten vollsynthetischen Kunststoff schuf, ist das Potenzial dieser Materialklasse also noch lange nicht ausgereizt. Ihre Entwicklung ist aber nach wie vor zum guten Teil eine Frage von Versuch und Irrtum – bis heute ist es nicht möglich, die Beziehung von molekularen Strukturen und Materialeigenschaften am Rechner exakt zu modellieren.

Dafür bringen Industrieanwender offenbar nicht immer das nötige Verständnis auf: "Werkstofftechniker entwerfen am Reißbrett tolle Anforderungen an einen Kunststoff und erwarten dann, dass die Chemiker ihn so liefern", beschwert sich RWTH-Chemiker Höcker, "dabei dauert es Jahrzehnte, bis man aus einem Kunststoff alles rausgeholt hat." Bei der PET-Flasche waren es tatsächlich 20 Jahre. (bsc)