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Übungen: Kunststoffe und Recycling

Sortieren, spalten, verbrennen — zehn Übungen zur Frage, was aus einem Kunststoff nach seinem Gebrauch wird.

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Übungsaufgaben

Zehn Übungen von AFB I bis AFB III — jede gibt dir sofort Rückmeldung, bei Schwierigkeiten helfen zwei gestufte Tipps.

A1
Welcher Weg ist das?
AFB I

Ordnen Sie die Verfahren dem passenden Verwertungsweg zu.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1werkstofflich
2rohstofflich
3energetisch
Entscheidend ist, was vom Makromolekül übrig bleibt: die ganze Kette (werkstofflich), kleine Moleküle (rohstofflich) oder nur die Energie (energetisch).
Ansatz: Bleibt die Kette erhalten?
Weiter: Synthesegas ist ein Rohstoff für neue Synthesen.
A2
Stimmt's? — Recycling
AFB I

Nennen Sie jeweils, ob die Aussage zutrifft.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Recycling heißt: Stoff bleibt im Kreislauf — als Polymer oder als Rohstoff.
Ansatz: Thermoplast oder Duroplast?
Weiter: Was geschieht mit Cl beim Verbrennen?
A3
Weg einer Pfandflasche
AFB I

Beschreiben Sie den Weg einer PET-Pfandflasche zur neuen Flasche in der richtigen Reihenfolge.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Rücknahme im Pfandautomaten, Pressen zu Ballen
2Sortieren nach Farbe und Sorte (NIR-Erkennung)
3Zerkleinern zu Flakes
4Waschen; Deckel- und Etikettenschnipsel aus PP/PE schwimmen auf
5Einschmelzen, Nachkondensieren, Granulieren
6Neue Flasche aus Rezyklat
Beim Nachkondensieren im Vakuum werden durch Hydrolyse verkürzte Ketten wieder verlängert — Umkehr des Abbaus (6.1.4).
Ansatz: Erst trennen, dann schmelzen.
Weiter: Dichte hilft beim Waschen.
A4
Schwimmt oder sinkt?
AFB II

Ein Gemisch aus Kunststoffschnipseln wird erst in Wasser (\(\rho = 1{,}00\,\text{g/cm}^3\)), dann in Salzlösung (\(\rho = 1{,}20\,\text{g/cm}^3\)) gegeben. Ermitteln Sie das Verhalten jedes Kunststoffs.

Setze alle zutreffenden Kreuze — in manchen Zeilen passen mehrere. Enter setzt und löscht.
Kunststoff (ρ in g/cm³)schwimmt in Wasserschwimmt in Salz­lösungsinkt in beiden
PP (0,91)
PE-HD (0,96)
PS (1,05)
PA 6.6 (1,14)
PET (1,38)
PVC (1,39)
Ein Stoff schwimmt, wenn seine Dichte kleiner als die der Flüssigkeit ist. PET und PVC lassen sich so nicht trennen — dafür braucht es NIR-Spektroskopie.
Ansatz: Dichte vergleichen.
Weiter: Was in Wasser schwimmt, schwimmt auch in der dichteren Salzlösung.
A5
Rechenkette: PE im Ofen
AFB II

Polyethen hat einen Heizwert von 43 MJ/kg. Berechnen Sie für die vollständige Verbrennung von 1,00 kg PE:

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Stoffmenge der \(\ce{CH2}\)-Einheiten = mol
  2. Masse an \(\ce{CO2}\) = kg
  3. \(\ce{CO2}\) pro Megajoule Wärme = g/MJ
M(CH₂) = 14,03 g/mol → n = 71,3 mol; jede Einheit liefert ein CO₂: 71,3 · 44,01 g ≈ 3,14 kg; 3137 g : 43 MJ ≈ 73 g/MJ — ähnlich wie Heizöl.
Ansatz: Wiederholeinheit –CH₂–CH₂– = 2 × CH₂.
Weiter: Pro C-Atom ein CO₂.
A6
Lückentext: Downcycling
AFB II

Erklären Sie, warum werkstoffliches Recycling nicht beliebig oft möglich ist.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Bei jedem werden durch Hitze und Scherung einige Ketten gespalten, die mittlere sinkt. Außerdem gelangen und alte wie Farbstoffe ins Rezyklat. Das Material eignet sich dann nur noch für weniger anspruchsvolle Produkte — man spricht von .

„Vernetzung“ ist ein Ablenker: Sie tritt beim Recycling von Thermoplasten nicht auf; vernetzte Kunststoffe sind gar nicht erst schmelzbar.
Ansatz: Was passiert mit den Ketten bei Hitze?
Weiter: Rezyklat enthält Reste alter Produkte.
A7
Mix mit 6.1.5: Welche Bindung bricht?
AFB II

Analysieren Sie, welches rohstoffliche Verfahren zu welchem Kunststoff passt.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Polykondensate und Polyaddukte werden an ihrer Verknüpfungsgruppe gezielt gespalten. Polyolefine haben keine Sollbruchstelle — die Pyrolyse liefert ein Gemisch.
Ansatz: Verknüpfungsgruppe suchen.
Weiter: PMMA ist ein Polymerisat, das sich beim Erhitzen fast vollständig „entkettet“.
A8
Fehlersuche: Zeitungsartikel
AFB III

Überprüfen Sie die Sätze aus einem Zeitungsartikel und markieren Sie die falschen.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Der häufigste Denkfehler ist die Gleichsetzung von Verwertungs- und Recyclingquote.
Ansatz: Verwertung umfasst die Verbrennung.
Weiter: Pyrolyse = Zersetzung durch Hitze allein.
A9
Wie gut passt werkstofflich?
AFB III

Bewerten Sie, wie gut sich der Abfall für werkstoffliches Recycling eignet.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = ungeeignet, 2 = kaum geeignet, 3 = bedingt, 4 = gut, 5 = sehr gut. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = ungeeignet5 = sehr gut
Sortenreine HDPE-Kanister aus der Industrie
Aussortierte PVC-Fensterprofile
Gemischte Folien mit Speiseresten
Chipstüte aus Alu-PP-PET-Verbund
Leiterplatten aus Epoxidharz
Werkstofflich braucht einen sortenreinen, sauberen Thermoplast. Verbunde lassen sich nicht trennen, Epoxidharz ist ein Duroplast.
Ansatz: Thermoplast? Sortenrein? Sauber?
Weiter: Verbundfolien bestehen aus mehreren Schichten.
A10
Trickaufgabe: Bioplastik in die Biotonne?
AFB III

Beurteilen Sie die Aussagen über „Biokunststoffe“: Markieren Sie alle zutreffenden.

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Die Rohstoffquelle (bio- oder erdölbasiert) sagt nichts über die Abbaubarkeit — die hängt von der Bindung ab. PLA stört als Fremdkunststoff das PET-Recycling.
Ansatz: Herkunft und Abbaubarkeit trennen.
Weiter: Bio-PE hat dieselbe Struktur wie PE.