Hongsik Kim: Das Verfahren, das Plastikabfall in Hochleistungskleber verwandelt

Weltweit fallen jedes Jahr rund 450 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle an, etwa die Hälfte davon sind Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen. Der ETH-Zürich-Forscher Hongsik Kim hat gemeinsam mit seinem Team ein Verfahren entwickelt, das aus genau diesen Massenkunststoffen höherwertige Produkte macht – allen voran Hochleistungskleber für tragende Verbindungen.

Damit greift die Arbeit ein zentrales Problem beim Kunststoffrecycling auf: Wird Polyolefin-Abfall klassisch eingeschmolzen, verliert das Material an Qualität und landet am Ende meist in minderwertigen Anwendungen. Das neue Verfahren setzt genau hier an und soll aus Plastikabfall ohne komplizierten Zwischenschritt einen Werkstoff mit neuen Eigenschaften machen.

Wie funktioniert das neue Verfahren?

Im Zentrum steht ein Pfropfprozess, bei dem in einem einzigen Schritt zusätzliche Polymerketten auf den Kunststoffabfall aufgebracht werden. Teure Spezialchemikalien braucht es dafür nicht. Stattdessen nutzt das Team chlorhaltige Lösungsmittel und kurzwelliges Licht, um hochreaktive Chlor-Radikale zu erzeugen.

Diese Radikale schaffen an der Polymerkette reaktive Stellen, an denen neue Molekülgruppen andocken können. Laut Hongsik Kim lassen sich Reaktivität der Chlor-Radikale und damit die Anzahl der aktivierten Stellen über den Chlorierungsgrad des Lösungsmittels und die gewählte Lichtwellenlänge präzise steuern. Hohe Prozesstemperaturen sind dafür nicht nötig, was den Prozess zusätzlich kontrollierbar macht.

Die zugrunde liegende Idee ist nicht völlig neu: Reaktive Stellen über chlorhaltige Lösungsmittel zu erzeugen, wurde bereits erfolgreich bei Acrylglas eingesetzt. Neu ist die Übertragung auf Polyolefine, die bislang als schwer modifizierbar galten.

Was sagen Zahlen und Fachleute zum Verfahren?

Aus handelsüblichen Plastiksäcken und -flaschen entstanden im Labor Klebstoffe, die Anforderungen an Industriekleber für tragende Verbindungen erfüllen. Laut Tae-Lim Choi handelt es sich dabei um ein Produkt der ersten Generation; künftig sollen damit Kunststoffe mit vollständig neuen Eigenschaften möglich werden.

Das Potenzial zeigt sich bereits in einer laufenden Industriekooperation: Sie betrifft Lebensmittel-Verpackungen, die wasserdicht sein und das Eindringen von Sauerstoff verhindern sollen. Polyethylen- und Polypropylen-Verpackungen mit dieser neuen Funktionalität könnten laut den Forschern verhindern, dass Lebensmittel im Gefrierschrank oxidieren.

Mehrere Eigenschaften unterscheiden das Verfahren von bisherigen Recyclingmethoden für Polyolefine:

• Es kommt ohne teure Spezialchemikalien aus und nutzt stattdessen chlorhaltige Lösungsmittel sowie kurzwelliges Licht.
• Hohe Prozesstemperaturen sind nicht erforderlich, der Ablauf lässt sich genau kontrollieren.
• Über Chlorierungsgrad und Lichtwellenlänge kann die Anzahl der reaktiven Stellen gezielt gesteuert werden.
• Aus minderwertigen Recyclingmaterialien soll so ein widerstandsfähigerer, höherwertiger Werkstoff entstehen.

Was kommt als Nächstes?

Das Verfahren wurde im Mai 2026 patentiert und für den Spark Award nominiert. Laut Hongsik Kim könnten damit künftig minderwertige Kunststoff-Recyclingmaterialien zu widerstandsfähigerem und höherwertigem Werkstoff verarbeitet werden – über den jetzt vorgestellten Klebstoff hinaus.

Tae-Lim Choi sieht den aktuellen Klebstoff als ersten Schritt einer Entwicklung, an deren Ende Kunststoffe mit grundlegend neuen Eigenschaften stehen sollen. Die laufende Industriekooperation zu funktionalen Lebensmittel-Verpackungen zeigt, in welche Richtung diese Entwicklung als Nächstes gehen könnte.