CO2 auf dem Weg zum Allrounder

Der Radius von Kohlendioxid als chemischer Baustein für Kunststoffe wird möglicherweise noch einmal deutlich größer. Der Werkstoffhersteller Covestro untersucht zusammen mit Partnern aus Wirtschaft und Wissenschaft, wie sich CO2 auch als Komponente für Dämmschaum und andere Produkte der Kunststoffindustrie nutzen lässt. Dazu wurde das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt „Dream Resource“ gestartet, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt wird.

„Wir gehen jetzt den nächsten Schritt auf dem Weg, Kohlendioxid als alternativen Rohstoff in der Chemie- und Kunststoffbranche zu etablieren“, sagt Projektkoordinator Dr. Christoph Gürtler, der die Katalyseforschung bei Covestro leitet. „Mit CO2 als Kohlenstoff-Lieferant können wir zunehmend auf tradionelle fossile Quellen wie Erdöl verzichten. Nachdem uns das bereits bei einem zentralen Vorprodukt für weichen Schaumstoff gelungen ist, packen wir nun die nächste Herausforderung an.“

Mindestens 20 Prozent CO2-Anteil geplant
In dem neuen Projekt soll ein Verfahren entwickelt werden, um Kunststoff-Komponenten mit einem CO2-Gehalt von mindestens 20 Prozent produzieren zu können. Der restliche Anteil besteht jeweils aus dem Erdöl-Derivat Ethylenoxid (EO), dessen Handhabung sehr anspruchsvoll ist. Im Labor konnte bereits gezeigt werden, dass Reaktionen von CO2 mit EO machbar sind. „In der technischen Umsetzung besteht jedoch noch erheblicher Forschungsbedarf“, so Gürtler.

Auf Basis von CO2 und Ethylenoxid ließen sich zum Beispiel Bausteine (Polyole) für Polyurethan-Hartschaum herstellen, einen weitverbreiteten Dämmstoff für Gebäude und Kühlgeräte. Auch Formschaum etwa für Autositze kommt grundsätzlich in Betracht. Ferner ist denkbar, CO2-EO-Verbindungen zur Produktion von Additiven zu nutzen.

An dem Forschungsprojekt unter Führung von Covestro sind aus dem akademischen Bereich die RWTH Aachen University und die Technische Universität Berlin beteiligt. Außerdem umfasst das „Dream Resource“-Konsortium die Unternehmen PSS Polymer Standards Service, Puren und BYK Additives & Instruments.

In dem seit längerem laufenden Projekt „Production Dreams“ entwickelt Covestro zusammen mit Partnern bereits eine Technologie zur Verwendung von CO2 in Elastomeren. Das sind feste, aber verformbare Kunststoffe, aus denen unter anderem Schläuche und Dichtungen bestehen.

Wirtschaftlich umgesetzt wird bereits ein weiteres Verfahren, um Polyole für Polyurethan-Weichschaum auf Basis von CO2 und dem Reaktionspartner Propylenoxid herzustellen. Dazu hat Covestro im Juni am Standort Dormagen bei Köln eine Produktionsanlage eröffnet. Die neuen Schäume sind zum Einsatz in Matratzen und Polstermöbeln konzipiert. Erste Produkte dürften bald auf den Markt kommen.