DE4215113A1

DE4215113A1 - Verfahren zur Entsorgung und gewünschtenfalls Wiederverwertung von festen Polystyrolschäumen, insbesondere entsprechenden Schaumstoffabfällen

Info

Publication number: DE4215113A1
Application number: DE19924215113
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Jasching
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-07
Filing date: 1992-05-07
Publication date: 1993-11-11

Description

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur energiesparen den Aufarbeitung von Formkörpern, insbesondere Abfallstoffen aus geschäumtem Polystyrol. Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet die Möglichkeit der anschließenden direkten Weiterverarbeitung des Polystyrols nach einem der bekannten Thermoformverfahren oder - unter Einhaltung bestimmter Bedingungen - die Möglichkeit der Re aktivierung zu einem wieder expandierbaren Polymerisat.

Die Wiederverwertung von Kunststoffabfällen hat aus bekannten Grün den im zurückliegenden Jahrzehnt ständig an Bedeutung gewonnen. Abfälle aus expandiertem Polystyrol, das in großem Umfang bei spielsweise für Verpackungszwecke und auf dem Bausektor beispiels weise zur thermischen Isolierung eingesetzt wird, bedürfen beson ders dringlich der Verarbeitung, da sie ihrer voluminösen, oft sperrigen und nicht kompressiblen Natur wegen als nicht deponiever träglich gelten.

Gerade aufgrund der vorgenannten Eigenschaften erweist sich auch die Aufarbeitung derartiger Abfälle bisher als schwierig. Es wurden zwar in den letzten Jahren Vorrichtungen entwickelt, mit deren Hil fe Schaumpolystyrol durch thermisch-mechanische Behandlung bei Tem peraturen von mindestens 200°C aufgeschmolzen und entgast und schließlich in ein verarbeitungsfähiges Granulat überführt wird. Wesentliche Nachteile dieses Verfahrens sind aber der damit verbun dene hohe Energieaufwand, sowie die Tatsache, daß das hierbei zu rückgewonnene Polystyrol keine gehobenen Qualitätsansprüche erfüllt und in der Regel bei der Spritzgußverarbeitung nur in begrenzten Teilmengen einem hochwertigen Material beigemischt werden kann.

Das im nachfolgenden geschilderte neue Verfahren besitzt demgegen über erhebliche Vorteile. Die Schaumpolystyrol-Abfälle können ohne die Notwendigkeit eines Schmelzvorganges im grob oder fein zerklei nerten Zustand durch eine einfache Behandlung mit ausgewählten Flüssigphasen bei Normaltemperatur und/oder bei mäßig erhöhten Tem peraturen - in der Regel bei Temperaturen unter 100°C - vollstän dig entgast werden. Es fällt ein im Volumen substantiell reduzier tes Polystyrolprodukt an, das der Wiederverwertung zugeführt werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Ent sorgung und gewünschtenfalls Wiederverwertung von festen Polysty rolschäumen, insbesondere aus dem Bereich der gegebenenfalls form gestalteten Schaumstoffabfälle, wobei das neue Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Polystyrolschaum durch Behandeln mit flüssigen niederen Alkanen und/oder Alkanolen bei gleichzeiti ger Volumenminderung entgast, das flüssige Entgasungsmittel wenig stens anteilsweise vom Polystyrol abtrennt und gewünschtenfalls das angefallene Polystyrolprodukt der Wiederverwertung zuführt.

Kern der erfindungsgemäßen Lehre ist damit die Feststellung, daß bestimmte, in Flüssigphase eingesetzte Hilfsmittel befähigt sind, die Schaumstruktur des Polystyrols, unter gleichzeitiger Entgasung und Volumenreduktion des Polystyrolmaterials, zu zerstören. Charak teristisch für diese erfindungsgemäß ausgewählten flüssigen Hilfs mittel aus den Klassen der niederen Alkane und/oder der niederen Alkanole ist deren Befähigung, von Polystyrol absorbiert werden zu können, dabei jedoch Polystyrol nicht oder nur in minimalen Antei len in Lösung zu bringen. Werden im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre Polystyrolschaumstoffe mit diesen flüssigen Hilfsmitteln be handelt, tritt ein Gasaustritt aus dem Schaumstoffmaterial auf. Der mit der Absorption des flüssigen Behandlungsmittels einhergehende Gasaustritt - im wesentlichen handelt es sich dabei um durch das eindringende flüssige Behandlungsmittel verdrängte Luft - führt zur Schrumpfung des geschäumten Materials auf 10- 5 Vol.-% seines Ausgangsvolumens. Die Entgasung erfolgt, abhängig von Art und Tem peratur des verwendeten flüssigen Hilfsmittels, bereits innerhalb weniger Stunden bzw. Bruchteilen einer Stunde.

Eine erste Stoffklasse dieser flüssigen Entgasungs-Hilfsmittel sind niedere Alkane, die erfindungsgemäß bevorzugt wenigstens überwie gend entsprechende Kohlenwasserstoffe des C_5-7-Bereichs sind. Be sondere Bedeutung kommt den entsprechenden C₅- und C₆-Kohlenwasser stoffen und hier insbesondere dem Pentan zu.

Im Bereich der niederen Alkanole sind entsprechende niedere mono funktionelle Alkohole und hier insbesondere die entsprechenden Monoalkohole des C_2-5-Bereichs besonders geeignet, wobei dem Ethanol und/oder dem Butanol aus praktischen Überlegungen wiederum besondere Bedeutung zukommen kann.

Beide hier genannten Stoffklassen der niederen Alkane und der nie deren Alkanole erfüllen die Bedingung, Polystyrol nicht oder nur minimal zu lösen, gleichwohl aber vom Polystyrol insbesondere im geschäumten Zustand bei gleichzeitiger Auslösung der Entgasung ab sorbiert zu werden. Trotz dieses insoweit übereinstimmenden Verhal tens können für die spätere Wiederverwertung des entgasten Polysty rols deutliche Unterschiede gegeben sein.

Besonders geeignete Hilfsflüssigkeiten zur Volumenrückführung des Festschaumes sind von den genannten Verbindungen das Ethanol bzw. wenigstens überwiegend Ethanol enthaltende Alkanolgemische und von den Verbindungen aus der Gruppe der niederen Alkane das Pentan bzw. Pentanfraktionen mit Siedebereichen um 30°C. Es wurde über raschend gefunden, daß das Polystyrol beim Entgasungsvorgang mit diesen Hilfsflüssigkeiten seine Fähigkeit zum Expandieren nicht verliert, sofern dabei gewisse Bedingungen beachtet werden, auf die im nachfolgenden noch getrennt eingegangen wird. Aus Abfallstoffen entsprechend aufgearbeitetes Polystyrol kann wieder zum Schaumstoff expandiert werden, wobei hier - in an sich bekannter Weise - Pentan das Expansionsmittel der Wahl ist. Im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre bedeutet das, daß bei der Aufarbeitung der Schaumstoffabfälle durch Entgasung mittels Pentan bzw. pentanhaltigen Fraktionen und nachfolgendem Abziehen des Pentanüberschusses dann ein besonders brauchbarer und wertvoller Zwischenstoff erhalten wird, wenn das absorbierte flüssige Hilfsmittel nicht vollständig, sondern nur so weit aus dem entgasten Polystyrol abgezogen wird, daß sein Restge halt zum nachfolgenden Expandieren unmittelbar wieder verwendet werden kann. So hat es sich als möglich erwiesen, nach Abschluß des Entgasungsschrittes das absorbierte Pentan bzw. die entsprechende pentanhaltige Alkanfraktion beispielsweise nur bis auf Restgehalte dieses Hilfsmittels von etwa 4-8 Gew.-% (bezogen auf Polystyrol) zu entfernen. Die im Polystyrol verbliebene Restmenge des flüssigen Hilfsmittels dient im nachfolgenden Schritt als Treibmittel für den neuen Expansionsschritt. Diese Expansion ist beispielsweise dadurch möglich, daß man das in der angegebenen Weise vorbehandelte Polyme risat einer Hitzeeinwirkung, z. B. heißem Wasserdampf oder siedendem Wasser aussetzt. Die Expansion des Styropolymerisats führt dann annähernd wieder auf das 10-fache Volumen.

Um im Rahmen dieser besonders interessanten Ausführungsform des er findungsgemäßen Verfahrens zu einem sicher reexpandierbaren Produkt zu gelangen, hat sich das Arbeiten mit Alkanen im Temperaturbereich um 20°C als besonders günstig erwiesen. Höhere Temperaturen be schleunigen zwar den Vorgang der Entgasung, gleichzeitig wird aber die Expandierfähigkeit des intermediär gewonnenen und im Volumen reduzierten Polystyrolproduktes negativ beeinflußt. Bei der Ent schäumung mit Ethanol kann bei erhöhter Temperatur, z. B. beim Siedepunkt des Ethanols gearbeitet werden, ohne die Wiederver schäumbarkeit des Polystyrols negativ zu beeinflussen.

Eine Beschleunigung des Entgasungsvorganges in der ersten Stufe des Verfahrens kann auch dadurch erzielt werden, daß man den flüssigen Hilfsmitteln und insbesondere den Alkanfraktionen geringe Anteile an Lösungsmitteln für Polystyrol zusetzt. Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise hinreichend flüchtige Ester und/oder Ketone, beispielsweise Ethylacetat oder Aceton. Solche Lösungsmittelmisch komponenten können schon in sehr geringen Anteilen, beispielsweise in Mengen von etwa 2-5 Vol.-%, bezogen auf das eingesetzte Vo lumen des Hilfslösungsmittels auf Alkanbasis, zu einer wesentlichen Beschleunigung des Entgasungsprozesses führen.

Die Mitverwendung solcher wirklichen Lösungsmittel für Polystyrol führt dann aber zu einer Beeinträchtigung der Möglichkeiten der Reexpandierung des intermediär gewonnenen Polystyrols mit deutlich veringertem Volumen. Für derart aufgearbeitete Massen auf Poly styrolbasis empfiehlt sich die nachfolgende Wiederverwertung über die einfache thermische, formgebende Verarbeitung, beispielsweise mittels Spritzgußverfahren.

Der Einsatz der genannten niederen Alkanole, die durchweg eine hö here Siedetemperatur haben als die Alkane, führt zu gewissen Ver fahrenserleichterungen in der technischen Verwirklichung der erfin dungsgemäßen Lehre. So kann Ethanol beispielsweise im Bereich sei nes Siedepunktes oder Butanol im Temperaturbereich von 80°-90°C zur Einwirkung auf das zu entgasende Schaumstoffmaterial gebracht werden. Auch hier findet dann eine Entgasung unter gleichzeitiger Volumenreduktion in vergleichsweise kurzem Zeitraum, beispielsweise innerhalb der Zeitspanne von 10-15 min statt. Beim Einsatz der höheren Alkohole des angegebenen Bereichs, z. B. beim Butanol geht auch hier allerdings die Fähigkeit zur nachfolgenden erneuten Ex pansion unter Polystyrolschaumbildung verloren. Für eine Wiederver wertung des Polystyrols im Rahmen einer sonstigen Verwertung ist das, wie zuvor angegeben, unerheblich.

Die Schaumstoffentgasung wird in der Regel im Bereich des Normal druckes durchgeführt. Die zu entgasenden Schaumstoffteile werden zweckmäßigerweise submers in der Flüssigphase entgast. Schon daraus leitet sich für das Arbeiten mit den Alkanen die vergleichsweise niedrigere Arbeitstemperatur von maximal etwa 40°C ab, während bei den niederen Alkanolen als flüssige Hilfsmittel Temperaturen von etwa 80 bis etwa 100°C zur Reaktionsbeschleunigung technisch pro blemlos eingesetzt werden können.

Das erfindungsgemäße Aufbereitungsverfahren schließt erforderli chenfalls eine geeignete Vorbehandlung der aufzubereitenden Poly styrolschaumstoffmaterialien ein. Auch hier sind unterschiedliche Aspekte zu berücksichtigen.

Zunächst einmal kann es zweckmäßig sein - wenn es auch keineswegs notwendig ist - die beispielsweise als Abfallstoffe vorliegenden Schaumstoffkörper zu zerkleinern. Formgestaltete Polystyrolschaum stoffkörper der hier betroffenen Art sind bekanntlich durch leich tes Versintern von kugelförmig aufgetriebenen Polystyrolpartikeln ausgebildet. Eine wichtige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens strebt dementsprechend in der hier betroffenen Vorstufe der Zerkleinerung des zu behandelnden Schaumstoffmaterials an, das zu entgasende Material möglichst weitgehend der ursprünglichen in dividuellen Partikelstruktur anzunähern. Ein solches Vermahlen des Schaumstoffes und insbesondere das Feinvermahlen bereitet wegen der Gefahr extremer elektrostatischer Aufladung und der Leichtigkeit des Materials gewisse Schwierigkeiten. Die Probleme vergrößern sich in dem Ausmaß, in dem die Zerkleinerung bis zum einzelnen Basis teilchen bzw. bis zur Basisteilchengröße der einzelnen Schaumperle (zwischen 1 und 10 mm Durchmesser) angestrebt wird.

Die hier dargestellten Schwierigkeiten lassen sich in einer wich tigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ganz einfach dadurch beseitigen, daß das Mahlgut mit Wasser befeuchtet wird. Für die herkömmliche Weiterverarbeitung des nassen Mahlgutes wäre eine zwischenzeitliche Trocknung als zusätzlicher Verfahrensschritt un erläßlich. In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und zwar insbesondere der Ausführungsform, die mit Wasser nicht misch bare Hilfsmittel, z. B. niedere Alkane als Hilfsflüssigkeiten zur Entgasung einsetzt, hat sich ergeben, daß ein zusätzlicher Trock nungsschritt völlig entbehrlich ist. Bei der Immersion des feuchten Mahlgutes in die organische Flüssigphase trennt sich das den Teil chen anhaftende Wasser spontan ab und sinkt zu Boden.

Es leuchtet sofort ein, daß hier nicht nur eine wichtige Verfah rensvereinfachung gegeben ist, es wird damit auch der Kreis von potentiellen Abfall- Schaumstoffen auf Polystyrolbasis substantiell erweitert, der für eine kostengünstige Aufarbeitung durch das er findungsgemäße Verfahren in Betracht zu ziehen ist. An einem Bei spiel sei das verdeutlicht: Wegwerfartikel aus dem Bereich der Ver packungen oder des Ersatzgeschirrs für Speisen und Getränke sind insbesondere dann auf Schaumstoffbasis interessant, wenn zusätzlich thermische Isolierung der warmen bzw. gekühlten Speisen oder Ge tränke gewünscht ist. Entsprechende Schaumstoffmaterialien haben sich beispielsweise im Bereich der fast-food-Ketten eingeführt, sind aber heute durch Zusatzüberlegungen zur Abfallproblematik stark belastet. Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet die Mög lichkeit einer primären wäßrigen Reinigung, beispielsweise mittels wässriger Tensidlösungen, woraufhin das so gereinigte Abfallmate rial unmittelbar der Zerkleinerung und dann der erfindungsgemäßen Aufbereitung durch Entgasung und gewünschtenfalls Wiederaufschäu mung zugeführt werden kann.

Der Zerteilungsgrad des zur Aufarbeitung kommenden Schaumpolysty rols spielt für den zeitlichen Ablauf des Entgasungsprozesses zwar eine gewisse Rolle, grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfah ren jedoch sowohl auf fein- als auch auf grobteiliges Mahlgut an wendbar. Besonders rationell gestaltet sich das Verfahren aller dings, wenn von Mahlgut ausgegangen werden kann, bei dem das zu entgasende Material in Form einzelner Basisteilchen vorliegt, weil dann auch das Endprodukt - vorzugsweise als reexpandierbares Poly styrol - bereits in der für die Anwendung günstigsten Verteilungs form anfällt.

Wird bei der Aufarbeitung von einem grobteiligen Mahlgut ausgegan gen, ist erfindungsgemäß eine modifizierte Vorgehensweise dann zweckmäßig oder gar erforderlich, wenn das Endprodukt letztlich als reexpandierbares Polymerisat Verwendung finden soll.

In diesem Fall kann wie folgt vorgegangen werden: Das vergleichs weise grobteilige, wasserfeuchte oder trockene Mahlgut wird, wie vorangehend beschrieben, mit einem geeigneten flüssigen Hilfsmittel - vorzugsweise Ethanol, Pentan oder einer Pentanfraktion - submers entgast. Das entgaste Polystyrol wird dann zunächst weitgehend von den zur Entgasung verwendeten teils anhaftenden, teils absorbierten flüssigen Hilfsmitteln durch Trocknung befreit. Auf diese Weise kann die kontrollierte Rückgewinnung des flüssigen Hilfsmittels sichergestellt werden, darüberhinaus werden die nachfolgenden Ver fahrensschritte erleichtert.

Es hat sich gezeigt, daß ein so vorbehandeltes Material dann durch schonendes Zerkleinern in seinen ursprünglichen Verteilungszustand zurückgeführt werden kann, der im wesentlichen aus den ursprüng lichen Polymerisatperlen bzw. -körnern in mm-Größenordnung besteht. Durch nachfolgendes Absorbierenlassen eines als Treibmittel geeig neten Hilfsmittels - vorzugsweise Pentan - und Konditionieren auf geeignete Treibmittelgehalte von beispielsweise 4-8 Gew.-% erhält man schließlich ein zur erneuten Verwendung als schäumfähiges Poly merisat geeignetes vollwertiges Produkt.

Die gemäß Erfindung bestehende Möglichkeit, Polystyrolmaterial durch Reabsorption eines als Treibmittel geeigneten Hilfsstoffs in ein schäumfähiges Polymerisat zu überführen, läßt sich sinnent sprechend auf eine weitere praktische Anwendung übertragen. So wurde gefunden, daß handelsübliches, expandierbares Polystyrol (EPS), das durch Verlust von Treibmittel - z. B. infolge unsach gemäßer Lagerung - an Schäumvermögen eingebüßt, oder dieses prak tisch verloren hat, durch Behandeln mit Treibmittelflüssigkeit vollständig reaktiviert werden kann.

Die nachstehenden Versuchsbeispiele beschreiben die Aufarbeitung von grobteiligen und feinteiligen Polystyrolschaummassen im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre.

Beispiel 1

Schaumpolystyrol mit der Dichte d = 0,026 (Verpackungsqualität) wird im wasserfeuchten Zustand gemahlen, wobei eine Zerteilung überwiegend bis zum einzelnen Basisteilchen (Durchmesser 1,5-2,7 mm) erreicht wird.

Das wasserfeuchte Mahlgut wird in Pentanfraktion suspendiert und bei 20°C durch langsames Rühren in Bewegung gehalten. Das mit dem Mahlgut eingebrachte Wasser sinkt dabei rasch zum Behälterboden ab, und kräftige Gasentwicklung setzt ein. Mit fortschreitender Gas entwicklung verringert sich das Volumen der suspendierten Masse kontinuierlich und beträgt nach 3 h Dauer und Beendigung der Gasent wicklung nur noch ca. 10% des Ausgangsvolumens.

Nach Abtrennen und Trocknen der pentanfeuchten Polystyrolteilchen bei Raumtemperaturen bis zur Gewichtsstabilität werden diese in einem gasdichten Behälter gelagert. Die Teilchengröße liegt im Be reich mit Durchmesser 0,8-1,5 mm, Häufigkeitsmaximum 1,0 mm ent sprechend einem Volumen von 0,52 mm³.

Das körnige Material, mit überwiegend kugelförmiger Struktur, läßt sich in siedendem Wasser auf das ca. zehnfache Volumen aufschäumen. Die aufgeschäumten Teilchen besitzen durchweg Perlform. Die Teil chengröße nach dem Aufschäumen liegt im Bereich von Durchmesser 1,5-2,5 mm, Häufigkeitsmaximum 2,1 mm entsprechend einem Volumen von 4,9 mm³.

Beispiel 2

Zwei Gebrauchsqualitäten von geschäumtem Polystyrol unterschied licher Dichte wurden auf ihre Reexpandierbarkeit nach vorheriger Entgasung untersucht.

Dazu wurden würfelförmige Proben A und B zugeschnitten und darauf 5 Stunden lang Pentan einwirken gelassen. Die Würfel wurden dann durch Trocknen bis zu einem Restpentan-Gehalt von ca. 6 Gew.-% konditioniert und anschließend in siedendem Wasser wiederaufge schäumt. Die wesentlichen Versuchsdaten sind der nachstehenden Ta belle zu entnehmen.

Das Endvolumen nach dem Konditionieren stellt sich bei beiden Pro ben A und B auf einen Wert um 0,9 cm³ ein.

Wie sich aus den Versuchsdaten entnehmen läßt, hat sich bei beiden Proben durch die Entgasung das Volumen auf etwa 1/10 reduziert, während die Würfelstruktur erhalten geblieben ist.

Auch beim Wiederaufschäumen bleibt die Würfelstruktur voll erhal ten, Würfelabmessung und Würfelvolumen erreichen exakt wieder die ursprünglichen Werte: 2,2·2,2·2,1 = 10,16 cm³.

Beispiel 3

Es wurde die unterschiedliche Entgasungswirkung von n-Pentan, n-Hexan und n-Heptan auf Schaumpolystyrol untersucht.

Als Versuchskörper dienten quaderförmig zugeschnittene Proben von Schaumpolystyrol der Dichte d = 0,022. Versuchstemperatur: 19°C.

Beispiel 4

Einwirkung von Kohlenwasserstoffen auf Schaumpolystyrol bei unter schiedlichen Temperaturen.
(Versuchskörper: Schaumpolystyrol-Würfel vom Volumen 3 cm³)

Beispiel 5

Entgasung quaderförmiger Schaumpolystyrol-Probekörper mit der Ab messung 2,0·1,6·1,0 cm mittels Alkanolen.

Ethanol

Die Probekörper werden in 96%-igem Ethanol (unvergällt) auf ca. 75°C (nahe Siedetemperatur) erhitzt. Innerhalb 15 min erfolgt die Entgasung. Das Volumen der Proben vermindert sich auf 1,0·0,8·0,5 cm.

Das entspricht einer Volumenabnahme von 3,2 cm³ auf 0,4 cm³.

n-Butanol

Die Probekörper werden in n-Butanol im Temperaturbereich von 80 bis 90°C erhitzt. Innerhalb von 10 min erfolgt die Entgasung. Das Vo lumen der Proben vermindert sich auf 1,0·0,8·0,45 cm. Das ent spricht einer Volumenabnahme von 3,2 auf 0,36 cm³.

Beispiel 6

Schaumpolystyrol (Verpackungsqualität, Dichte d = 0,025) im Würfel format mit dem Volumen 10 cm³ wird in n-Pentan bei 18°C zur Entga sung gebracht. Die Entgasung erfolgt innerhalb von 6 Stunden unter Volumenverminderung.

Durch Trocknen werden die Proben nahezu vollständig von anhaftendem und absorbiertem Pentan befreit und anschließend auf Basisteilchen format zerkleinert.

Auf das zerkleinerte Material läßt man 5 Stunden lang n-Pentan unter Rühren einwirken. Nach Abtrennung der flüssigen Phase liegt ein perlförmiges Produkt vor, das sich nach Abreichern des absor bierten Pentans auf einen Restgehalt von ca. 6 Gew.-% mit siedendem Wasser auf das 10-fache Volumen - bezogen auf das Einzelteilchen - expandieren läßt.

Teilchengröße vor dem Aufschäumen

Durchmesser 0,5-1,5 mm, Häufigkeitsmaximum 0,8 mm, entsprechend einem Volumen von 0,26 mm³.

Teilchengröße nach dem Aufschäumen

Durchmesser 1,5-2,5 mm, Häufigkeitsmaximum 1,7 mm, entsprechend einem Volumen von 2,57 mm³.

Beispiel 7

Schaumpolystyrol (Verpackungsqualität, Dichte d = 0,021) wird im wasserfeuchten Zustand gemahlen, wobei eine Zerteilung überwiegend bis zum einzelnen Basisteilchen (Durchmesser 2,0-2,8 mm) erreicht wird.

Das nur schwach feuchte Mahlgut wird in 96%-igem Ethanol (unver gällt) suspendiert und bei Siedetemperatur des Alkohols (∼78°C) erhitzt. Die vollständige Entgasung erfolgt unter diesen Bedingun gen innerhalb von 10 min.

Nach Abtrennen und Trocknen der alkoholfeuchten Polystyrolteilchen bis annähernd Gewichtskonstanz werden diese in einer Pentanfraktion aufgenommen und bei 18°C während einer Einwirkungszeit von 4 Stun den durch langsames Rühren in Bewegung gehalten.

Nach Abtrennen der flüssigen Phase liegt ein perlförmiges Produkt vor, das sich nach Abreichern des absorbierten Pentans auf einen Restgehalt von ca. 6 Gew.-%, mit siedendem Wasser auf das mehr als 10-fache Volumen - bezogen auf das Einzelteilchen - wiederaufschäu men läßt.

Teilchengröße des Ausgangsmaterials

Durchmesser 2,0-2,8 mm, Mittelwert 2,4 mm, entsprechend einem Volumen von 7,2 mm³.

Teilchengröße vor dem Wiederaufschäumen

Durchmesser 0,8-1,4 mm, Mittelwert 1,1 mm, entsprechend einem Volumen von 0,7 mm³.

Teilchengröße nach dem Wiederaufschäumen

Durchmesser 2,0-3,0 mm, Mittelwert 2,5 mm, entsprechend einem Volumen von 8,2 mm³.

Beispiel 8

Schaumpolystyrol (Baustoffqualität, Dichte d = 0,031) wird in was serfeuchtem Zustand gemahlen, wobei eine Zerteilung überwiegend bis zum Basisteilchen (Durchmesser 1,5-3,5 mm) erfolgt. Durch 12- stündiges Einwirkenlassen einer Pentanfraktion bei 17°C auf das wasserfeuchte Mahlgut erfolgt unter Volumenverminderung die Entga sung der Schaumperlen.

Nach Abtrennen der Flüssigphase und Konditionieren des perlförmigen Produkts auf einen Pentanrestgehalt von ca. 6 Gew.-%, erfolgt die Wiederaufschäumung in siedendem Wasser.

Teilchengröße vor dem Wiederaufschäumen

Durchmesser 1,1-2,0 mm, Häufigkeitsmaximum 1,4 mm, entsprechend einem Volumen von 1,4 mm³.

Teilchengröße nach dem Wiederaufschäumen

Durchmesser 2,0-3,2 mm, Häufigkeitsmaximum 2,6 mm, entsprechend einem Volumen von 9,2 mm³.

Beispiel 9

Extrusionsbegastes Schaumpolystyrol (Verpackungsqualität aus dem Lebensmittelbereich, Plattenstärke 4 mm, Dichte d = 0,041) wird der Einwirkung von n-Pentan bei einer Temperatur von 17°C ausgesetzt. Die Gasabsonderung erfolgt nur langsam. Die hiermit verbundene Vo lumenverminderung auf nahezu die Hälfte des Ausgangsvolumens ist innerhalb von 20 Stunden abgeschlossen.

Nach Abtrennen der Flüssigphase und Konditionieren der entgasten Materialproben auf einen Pentangehalt von ca. 6 Gew.-% lassen sich diese in siedendem Wasser auf annähernd das doppelte des Ursprungs volumens expandieren.

Abmessung des Ursprungsmaterials je Probekörper in quadratischem Zuschnitt

2,3·2,3·0,4 cm = 2,12 cm³.

Abmessung des entgasten Materials je Zuschnitt

1,5·1,8·0,4 cm = 1,08 cm³.

Abmessung des reexpandierten Materials je Zuschnitt

2,3·2,8·0,65 cm = 4,19 cm³.

Beispiel 10

Reaktivierung von durch Verlust von Treibmittel (Pentan) gealter tem, handelsüblichen expandierbarem Polystyrol (EPS).

Eine durch unsachgemäße Lagerung gealterte EPS-Probe (Handelsware) mit vermindertem Pentangehalt - bestehend aus Polymerisatperlen mit Teilchendurchmesser 0,5-0,7 mm - wird in einer Pentanfraktion suspendiert und unter Rühren einer 24-stündigen Einwirkung bei Raumtemperatur unterworfen.

Nach Abtrennung der Flüssigkeit wird die Probe auf einen Pentange halt von ca. 6 Gew.-% konditioniert und anschließend in siedendem Wasser expandiert.

Einen Vergleich mit dem Expansionsverhalten von gealtertem EPS, das nicht mit Pentan nachbehandelt wurde, sowie von frischer EPS-Han delsware zeigt nachstehende Tabelle.

Claims

1. Verfahren zur Entsorgung und gewünschtenfalls Wiederverwertung von festen Polystyrolschäumen, insbesondere aus dem Bereich der gegebenenfalls formgestalteten Schaumstoffabfälle, dadurch ge kennzeichnet, daß man den Polystyrolschaum durch Behandlung mit flüssigen, niederen Alkanen und/oder Alkanolen bei gleichzei tiger Volumenminderung entgast, die als Entgasungsmittel ein gesetzte Flüssigphase wenigstens anteilsweise vom Polystyrol abtrennt und gewünschtenfalls das Polystyrolprodukt der Wieder verwertung zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Entgasung wenigstens überwiegend C_5-7-Alkane oder C_2-5-Mono alkanole einsetzt, wobei wenigstens überwiegend Pentan und/oder Ethanol in Flüssigphase enthaltende Behandlungsmittel bevorzugt sind.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Entgasung Flüssigphasen einsetzt, denen - bevorzugt in geringen Mengen - Lösungsmittel für Polystyrol zugesetzt worden sind, wobei ein Zusatz leicht flüchtiger Lösungsmittel bevor zugt sein kann.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entgasung des Polystyrolschaumes mit den niederen Alka nen bei Temperaturen im Bereich der Umgebungstemperatur oder nur schwach erhöhten Temperaturen - bevorzugt bei Temperaturen nicht über etwa 40°C - durchführt, wobei zur Alkanabtrennung vom Polystyrolprodukt gleiche oder auch höhere Temperaturen eingesetzt werden können, während die Entgasung mit den niede ren Alkanolen bevorzugt bei mäßig erhöhten Temperaturen - z. B. im Bereich bis etwa 100°C - erfolgt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entschäumung im Bereich des Normaldrucks durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens anteilig zerkleinerte Polystyrolschaummassen der Aufarbeitung unterwirft, wobei die Behandlung eines Mahlguts bevorzugt sein kann, das bis in den Bereich der Primärschaum kugeln aus der Herstellung des aufzuarbeitenden Gutes zerklei nert worden ist.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein - z. B. zur erleichterten Zerkleinerung und/oder aus einer vorherigen wäßrigen Reinigung - angefeuchtetes Mahlgut der Entschäumung unterworfen wird, wobei die in das Entschäumungs bad eingetragenen Wasseranteile von den flüssigen, mit Wasser nicht mischbaren Entschäumungsmitteln durch Phasentrennung ab getrennt werden können.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das entschäumte Gut der Wiederverwertung durch formgebende thermische Verarbeitung - gegebenenfalls auch in Abmischung mit Frisch-Polystyrol - zugeführt, insbesondere aber durch erneute Ausbildung von bevorzugt formgestalteten Schaumstoffkörpern wiederverwendet wird.

9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das erneute Verschäumen unter Einsatz niederer Alkane, be vorzugt Pentan, durchführt, wobei es weiterhin bevorzugt sein kann, den Alkangehalt des Polystyrols nach der Entschäumungs stufe nur in solchem Ausmaße abzureichern, daß der Restgehalt im Polystyrolprodukt zu dessen erneutem Aufschäumen verwendet werden kann.

10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkane bis auf Restgehalte im Polystyrol unterhalb etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise auf Werte im Bereich von etwa 4-8 Gew.-% - bezogen auf Polystyrol - abgereichert werden.

11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für eine nachfolgende Wiederverwertung durch erneutes Verschäu men die Entschäumung mit Ethanol, zweckmäßig im Bereich dessen Siedetemperatur unter Verfahrensbedingungen, oder mit Alkanen bei Temperaturen im Bereich von 15-25°C und dabei zweckmäßig ohne Zusatz von Lösungsmitteln für Polystyrol vorgenommen wird.

12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mit Flüssigalkanen gearbeitet wird, denen leicht flüchtige Lö ser für Polystyrol in Mengen nicht oberhalb etwa 10 Vol.-%, vorzugsweise nicht oberhalb etwa 3-5 Vol.-% - bezogen auf Alkanflüssigphase - zugesetzt sind.

13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß man vergleichsweise grobteiliges Ausgangsgut zunächst entgast, von der zur Entschäumung eingesetzten Hilfsflüssigkeit wenig stens weitgehend befreit, nachfolgend das Polystyrolmaterial weiterführend zerkleinert, wobei eine Zerkleinerung bis zur Größe der Primärpolymerisatperlen zweckmäßig sein kann, worauf das zerkleinerte Material der Einwirkung von als Treibmittel geeigneter Alkanflüssigphase unterworfen wird.

14. Verfahren nach Ansprüchen 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß man treibmittelfreies oder durch mindestens teilweisen Treib mittelverlust in seinem ursprünglichen Expansionsvermögen des aktiviertes Polystyrolmaterial durch Einwirkenlassen von als Treibmittel geeigneter Alkanflüssigphase vollwertig verschäum bar macht.