Mechanische Recyclierbarkeit von TPU

In der industriellen Verarbeitung von thermoplastischem Polyurethan (TPU) fallen bei der spanenden Bearbeitung von Halbzeugen große Mengen an sortenreinen Produktionsabfällen in Form von Spänen an. Eine thermische Verwertung stellt derzeit den gängigen Entsorgungsweg dar, obwohl TPU aufgrund seiner thermoplastischen Eigenschaften mechanisch recycelbar ist. Ziel dieser Arbeit ist es, die mechanische Recyclingfähigkeit von TPU zu untersuchen und eine nachhaltige werkstoffliche Wiederverwertung als Alternative zur Verbrennung aufzuzeigen. Hierzu wurden gegossene TPU-Halbzeuge mittels Schneidmühle zu Granulat verarbeitet, bei verschiedenen Temperaturen vakuumverpresst und dadurch zu Prüfplatten geformt. Über mehrere Recyclingzyklen wurden mechanische, thermische, rheologische und chemische Eigenschaften ermittelt. Der Fokus lag insbesondere auf dem Druckverformungsrest, welcher für die Dichtungsanwendung von zentraler Bedeutung ist. Zusätzlich wurden Knetversuche mit Ausgangskomponenten durchgeführt, um die gezielte Beeinflussung der Materialstruktur zu evaluieren. Die Ergebnisse zeigen, dass das verwendete TPU grundsätzlich mechanisch recycelbar ist. Allerdings kommt es mit steigender Anzahl an Recyclingzyklen zu einer allmählichen Abnahme der Rückstellfähigkeit und Zugfestigkeit sowie zu molekularen Strukturveränderungen, wie durch thermische, chemische und rheologische Analysen nachgewiesen wurde. Durch gezielte Wahl der Presstemperatur und eine nachgeschaltete Temperbehandlung kann die Materialqualität jedoch stabilisiert werden. Die Arbeit liefert somit wesentliche Erkenntnisse zur werkstofflichen Wiederverwertung von TPU und unterstützt die Entwicklung nachhaltiger Recyclingprozesse im Sinne einer funktionierenden Kreislaufwirtschaft.