Angesichts des zunehmenden Bewusstseins für die Umweltauswirkungen von Kunststoffabfällen und der damit verbundenen erhöhten Belastung durch deren Entsorgung besteht der Wunsch, möglichst recycelten Kunststoff anstelle von Neukunststoff zu verwenden. Da viele Laborverbrauchsmaterialien aus Kunststoff bestehen, stellt sich die Frage, ob und wie praktikabel eine Umstellung auf recycelten Kunststoff im Labor ist.
Wissenschaftler verwenden Kunststoffverbrauchsmaterialien in einer Vielzahl von Produkten im und um das Labor – einschließlich Tuben (Kryoröhrchen,PCR-Röhrchen,Zentrifugenröhrchen), Mikroplatten (Kulturplatten,24,48,96 Deep-Well-Platte, PCR-Platten), Pipettenspitzen(Automatische oder Universalspitzen), Petrischalen,Reagenzflaschen,und mehr. Um genaue und zuverlässige Ergebnisse zu erzielen, müssen die in Verbrauchsmaterialien verwendeten Materialien hinsichtlich Qualität, Konsistenz und Reinheit höchsten Standards entsprechen. Die Verwendung minderwertiger Materialien kann schwerwiegende Folgen haben: Daten aus einem ganzen Experiment oder einer ganzen Versuchsreihe können wertlos werden, wenn nur ein Verbrauchsmaterial versagt oder eine Kontamination verursacht. Ist es also möglich, diese hohen Standards mit recyceltem Kunststoff zu erreichen? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst verstehen, wie dies erreicht wird.
Wie werden Kunststoffe recycelt?
Das Recycling von Kunststoffen ist weltweit eine wachsende Branche, angetrieben durch das gestiegene Bewusstsein für die Auswirkungen von Kunststoffabfällen auf die globale Umwelt. Allerdings gibt es große Unterschiede zwischen den Recyclingprogrammen der verschiedenen Länder, sowohl hinsichtlich Umfang als auch Umsetzung. In Deutschland beispielsweise wurde das „Grüne-Punkt-Programm“, bei dem Hersteller sich an den Kosten für das Recycling des Kunststoffs in ihren Produkten beteiligen, bereits 1990 eingeführt und seitdem auf andere Teile Europas ausgeweitet. In vielen Ländern ist das Ausmaß des Kunststoffrecyclings jedoch geringer, was teilweise auf die zahlreichen Herausforderungen zurückzuführen ist, die mit einem effektiven Recycling verbunden sind.
Die größte Herausforderung beim Kunststoffrecycling besteht darin, dass Kunststoffe eine chemisch viel vielfältigere Materialgruppe darstellen als beispielsweise Glas. Um ein nützliches Recyclingmaterial zu erhalten, müssen Kunststoffabfälle daher in Kategorien sortiert werden. Verschiedene Länder und Regionen haben ihre eigenen standardisierten Systeme zur Kategorisierung von recycelbarem Abfall, viele verwenden jedoch dieselbe Klassifizierung für Kunststoffe:
- Polyethylenterephthalat (PET)
- Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
- Polyvinylchlorid (PVC)
- Polyethylen niedriger Dichte (LDPE)
- Polypropylen (PP)
- Polystyrol (PS)
- Andere
Die Recyclingfähigkeit der verschiedenen Kategorien ist sehr unterschiedlich. So sind beispielsweise die Gruppen 1 und 2 relativ leicht zu recyceln, während die Kategorie „Sonstige“ (Gruppe 7) in der Regel nicht recycelt wird.5 Unabhängig von der Gruppennummer können sich recycelte Kunststoffe hinsichtlich Reinheit und mechanischen Eigenschaften deutlich von ihren neuen Gegenstücken unterscheiden. Der Grund dafür ist, dass selbst nach Reinigung und Sortierung Verunreinigungen – entweder von anderen Kunststoffarten oder von Substanzen aus der vorherigen Verwendung der Materialien – verbleiben. Daher werden die meisten Kunststoffe (im Gegensatz zu Glas) nur einmal recycelt, und die recycelten Materialien haben andere Anwendungsmöglichkeiten als ihre neuen Gegenstücke.
Welche Produkte können aus recyceltem Kunststoff hergestellt werden?
Für Laboranwender stellt sich die Frage: Wie sieht es mit Laborverbrauchsmaterialien aus? Gibt es Möglichkeiten, Kunststoffe in Laborqualität aus recycelten Materialien herzustellen? Um dies zu klären, ist es notwendig, die Eigenschaften, die Anwender von Laborverbrauchsmaterialien erwarten, und die Folgen der Verwendung minderwertiger Materialien genau zu betrachten.
Die wichtigste dieser Eigenschaften ist die Reinheit. Verunreinigungen im Kunststoff von Laborverbrauchsmaterialien müssen unbedingt minimiert werden, da sie aus dem Polymer austreten und in die Probe gelangen können. Diese sogenannten Leachables können eine Reihe höchst unvorhersehbarer Auswirkungen haben, beispielsweise auf Kulturen lebender Zellen, und auch analytische Verfahren beeinflussen. Aus diesem Grund wählen Hersteller von Laborverbrauchsmaterialien stets Materialien mit minimalen Zusatzstoffen.
Bei recycelten Kunststoffen ist es für Hersteller unmöglich, die genaue Herkunft ihrer Materialien und damit auch die möglicherweise vorhandenen Verunreinigungen zu bestimmen. Und obwohl die Hersteller im Recyclingprozess große Anstrengungen zur Reinigung der Kunststoffe unternehmen, ist die Reinheit des recycelten Materials deutlich geringer als bei Neukunststoffen. Daher eignen sich recycelte Kunststoffe gut für Produkte, deren Verwendung durch geringe Mengen an auslaugbaren Substanzen nicht beeinträchtigt wird. Beispiele hierfür sind Materialien für den Haus- und Straßenbau (HDPE), Kleidung (PET) und Polstermaterialien für Verpackungen (PS).
Für Laborverbrauchsmaterialien und andere sensible Anwendungen, wie beispielsweise viele Materialien mit Lebensmittelkontakt, reichen die Reinheitsgrade aktueller Recyclingverfahren jedoch nicht aus, um zuverlässige und reproduzierbare Ergebnisse im Labor zu gewährleisten. Darüber hinaus sind hohe optische Klarheit und gleichbleibende mechanische Eigenschaften für die meisten Anwendungen von Laborverbrauchsmaterialien unerlässlich, und auch diese Anforderungen werden bei der Verwendung von recycelten Kunststoffen nicht erfüllt. Daher kann die Verwendung dieser Materialien zu falsch positiven oder negativen Ergebnissen in der Forschung, Fehlern bei forensischen Untersuchungen und falschen medizinischen Diagnosen führen.
Abschluss
Kunststoffrecycling ist ein weltweit etablierter und wachsender Trend, der sich durch die Reduzierung von Kunststoffabfällen positiv und nachhaltig auf die Umwelt auswirkt. Im Laborbereich kann recycelter Kunststoff für Anwendungen eingesetzt werden, bei denen es weniger auf Reinheit ankommt, beispielsweise für Verpackungen. Die Anforderungen an Reinheit und Konsistenz von Laborverbrauchsmaterialien können mit den derzeitigen Recyclingverfahren jedoch nicht erfüllt werden, sodass diese weiterhin aus Neukunststoffen hergestellt werden müssen.
Veröffentlichungszeit: 29. Januar 2023