ETH Zürich: Neues Verfahren zur Rückgewinnung von Monomeren aus Acrylglas - Lizenznehmer gesucht

Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) haben ein Verfahren entwickelt, das Polymethylmethacrylat (PMMA), auch als "Acrylglas" bekannt, ohne Lösungsmittel in seine Monomere zerlegt. Die Hochschule berichtet über Monomerausbeuten von bis zu 98 Prozent. Das Team um Materialwissenschaftlerin Athina Anastasaki veröffentlichte die Ergebnisse in der Fachzeitschrift "Nature Chemistry". Die industrielle Skalierung steht noch aus.

PMMA wird unter anderem für Verglasungen, Fahrzeugrückleuchten und Möbel eingesetzt und ist auch unter dem Markennamen "Plexiglas" bekannt. Bei der Depolymerisation wird der Kunststoff in Methylmethacrylat zurückgeführt. Das zurückgewonnene Monomer kann erneut als Ausgangsstoff für die Polymerherstellung dienen.

Reagenz löst den Abbau der Polymerketten aus
Der Ansatz nutzt ein kommerziell erhältliches Reagenz aus der Stoffklasse der N-Hydroxyimide. In der Studie wurde insbesondere Tetrachlor-N-hydroxyphthalimid eingesetzt. Nach dem vorgeschlagenen Reaktionsmechanismus löst das Reagenz eine Wasserstoffatomübertragung an der Polymerhauptkette aus, auf die Kettenspaltung und Monomerfreisetzung folgen. Die Reaktion wird thermisch angetrieben und benötigt keine Lichtbestrahlung.

Eine vorherige chemische Veränderung der Polymerketten ist nicht erforderlich. Frühere Ansätze der Forschungsgruppe setzten dagegen gezielt eingebaute, leichter spaltbare Strukturelemente voraus. Andere Verfahren benötigen Lösungsmittel, zusätzliche Katalysatoren oder Licht. Der neue Ansatz lässt sich unmittelbar auf handelsübliche PMMA-Materialien anwenden.

Bei einem Destillationsversuch mit rund fünf Gramm blauem "Plexiglas" erzielten die Forschenden bei 230°C unter Vakuum eine isolierte Monomerausbeute von 90 Prozent. Dieser Wert beschreibt die tatsächlich abgetrennte Monomermenge. Die Reinheit des farblosen Destillats wurde mittels Protonen-Kernspinresonanzspektroskopie untersucht. Ein numerischer Reinheitsgrad wird im Haupttext der Studie nicht angegeben.

Nach Angaben der Hochschule können auch eingefärbte oder verunreinigte Ausgangsmaterialien verarbeitet werden. Aus den zurückgewonnenen Monomeren sollen sich wieder Polymere mit der Qualität von Neuware herstellen lassen. Die Prozesstemperatur liegt unter den für konventionelle Pyrolyseverfahren häufig genannten Werten von mehr als 400°C.

Patentanmeldung und Vorbereitung der Skalierung
Die Hochschule hat das Verfahren zum Patent angemeldet und sucht Lizenznehmer. Eine Nutzung vorhandener Anlagen und etablierter industrieller Prozesse wird als mögliche Grundlage für die Umsetzung genannt. Der experimentelle Nachweis erfolgte bislang im Labormaßstab. Die Übertragbarkeit auf größere Anlagen und die Wirtschaftlichkeit im industriellen Betrieb müssen noch untersucht werden.

Als nächste Schritte sind die Skalierung und weitere Untersuchungen der Reaktionsmechanismen vorgesehen. Darauf aufbauend sollen Reagenzien entwickelt werden, die den Polymerabbau beschleunigen und die Monomerausbeute verbessern. Die Untersuchung betrifft Polymethacrylate; eine Übertragung des Prinzips auf Polystyrol soll geprüft werden.

Weitere Informationen: ethz.ch

Quelle: Originalpublikation: Richard Whitfield und weitere Autoren, "Nature Chemistry", veröffentlicht am 2. September 2026. DOI: 10.1038/s41557-026-02232-4

Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich), Zürich, Schweiz

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