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Reaktionsverhalten von Kunststoffmonochargen - Gefahr der Selbstentzündung?

Morscheck, Gert / Ballin, Günter / Hartmann, Peter / Nelles, Michael

Temperaturverteilungen und sogar Brände in Deponien, in denen große Mengen Kunststoffe abgelagert wurden, lassen sich nur schwer erklären. Die Kunststoffe sind in ihrem üblichen Gebrauch hoch beständig und gelten i.d.R. als biologisch inert. An der Universität Rostock werden deshalb seit mehreren Jahren Untersuchungen durchgeführt, um zu prüfen, ob ubiquitäre Mikroorganismen in Kunststoffabfällen verschiedener Zusammensetzungen und Herkunft, intensive exotherme Reaktionen verursachen können. Dafür wurden Mischkunststoffe aus Monoablagerungen entnommen, die sowohl als erbohrtes Material im Originalzustand als auch sterilisiert zum Einsatz kamen. Die Proben unterschieden sich im Mischungsverhältnis der Kunststoffarten. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass eine Selbsterhitzung von folgenden Rahmenbedingungen abhängig ist: (1) Bei einem Wassergehalt in der Ablagerung unter 25 M% findet keine Erwärmung statt. (2) Dauerhaft sterile Ablagerungen (z.B. 2 h bei 180 Grad C behandelt) werden nicht warm. (3) Ein Wasserzutritt erhöht den Wassergehalt u.U. in einen für Mikroorganismen günstigen Bereich und kann Nährstoffe zuführen. (4) Nach mikrobieller und chemischer Selbsterhitzung auf bis zu 95 Grad C hat selbst ein stark verringerter Wassergehalt nach Abkühlung keinen Einfluss auf den Mechanismus der Selbsterhitzung. Auch bei niedriger Temperatur befinden sich ausreichend reaktive Substanzen (SiH4, CS2) als Reste im Materialkörper, die auch bei Temperaturen zwischen 50 und 60 Grad C eine spontane Selbsterhitzung bewirken können. Bei langen Lagerzeiten (länger als 10 bis 20 Jahre) können die exothermen Reaktionen zu wärmestauindizierten Bränden führen.