Wegen seiner guten Temperaturbeständigkeit, Schlagfestigkeit und ansprechenden Optik kommt Acrylnitril-Butadien-Styrol häufig bei Haushaltsgeräten und in der Automobilindustrie zum Einsatz. Auch beim Aufbau einer Kreislaufwirtschaft sind Erfolge zu verzeichnen. Immer mehr ABS werden mit Recyclinganteilen angeboten. Darin besteht eine Parallele zu Polystyrol (PS), bei dem es ebenfalls große Recyclinganstrengungen gibt.

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS): Recycling und Kreislaufwirtschaft nimmt Gestalt an

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Kunststoff-Aufbereitung

Nachhaltigkeit im Fokus

Verzicht ist der Trend rund um Kunststoffe, der aktuell die öffentliche Wahrnehmung bestimmt. Viele Konsumenten wünschen sich umweltfreundlichere Produkte, was vielfach gleichgesetzt wird mit weniger Plastik. Dabei gilt: Kunststoff ist nach wie vor ein wichtiger Werkstoff, um Antworten auf steigende Bevölkerungszahlen, höheren Energiebedarf sowie zunehmende Urbanisierung und Mobilität zu finden. Häufig ist er auch die klimaschonendste Variante. Ungeachtet aller Kritik hat die Weltkunststoffproduktion in den zurückliegenden Jahren weiter zugelegt. Sie wuchs 2018 um 3 % auf nun fast 360 Mio. t. Europa hat daran einen Marktanteil von rund 17 % und ist damit drittgrößter Produktionsstandort. Dominierende Kunststoffnation ist bereits seit einigen Jahren China mit einem weltweiten Anteil von aktuell etwa 30 %. Darin besteht auch ein Teil des Problems, mit dem Werkstoff und Industrie zu kämpfen haben. Die boomenden Kunststoff- und Verpackungsbranchen, gerade in Südostasien, haben zu einem immer größer werdenden Abfallproblem geführt.

Gastkommentar von Dr. Michael Zobel

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

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Handel

Werkstoff

Die Antwort auf viele Fragen

Kunststoffverarbeitern steht eine breite Farbpalette für das Einfärben ihrer Produkte zur Verfügung. Die Auswahl der passenden Farbe kann schließlich entscheidend für den Erfolg sein.

Trendbericht zum Einfärben von Kunststoffen

Pigmente

Additive

Pigmente, bunt

Masterbatches

Farbstoffe und Pigmente

Streifinger, Florian

Farbkonzentrate (Batches)

Farbstoffe

Effektpigmente

Farben, flüssig

Welche Farbe darf es 2021 sein?

Kunststoffabfälle im Meer prägen seit einigen Jahren das negative Image der Branche. Verschiedene Initiativen und Zusammenschlüsse von Firmen haben deshalb Projekte ins Leben gerufen, um diesen Ocean-bound Plastics (OBP) Herr zu werden.

Flammschutz für Compounds aus recycelten Ocean-bound Plastics

Polybutylenterephthalat

Polyethylenterephthalat

Flammschutzmittel

Vom Meer in die Elektronik

Der Fortschritt bei Fügetechnologien wie dem Laserdurchstrahlschweißen, die steigende Nachfrage nach wärmeleitenden Kunststoffen, der Leichtbau und die Elektromobilität gehören in der Material- und Anwendungsentwicklung mit Polyamid zu den großen Trends. Auch bei bei diesem Polymer wächst der Bedarf an nachhaltigeren Werkstoffen. Geschlossene Stoffkreisläufe werden deshalb künftig in der Herstellung von PA 6 und PA 66 eine immer wichtigere Rolle spielen.

Polyamid (PA): Produktverbesserungen und Ersatz von PA 66 durch PA-6-Compounds

Hybridtechnik

Spritzgießen

Compound

Vibrationsschweißen

Verbindungstechnik Verfahren

Thermisches Fügeverfahren

Hybridwerkstoffe

Andere Werkstoffe

Polyamide

Laserschweißen

Laserauftragsschweißen

Oberflächentechnik

Laserbearbeitungen

Lasertechnik

Kunststofffasern

Verstärkungsstoffe

Verbesserungen bei Materialien und  der Verarbeitung

Leichtbau, Funktionalität und Design prägen die Materialentwicklung in den Einsatzgebieten von Polycarbonat-Compounds, -Composites und -Folien. Große Chancen bestehen in der Mobilität der Zukunft, im Strukturleichtbau mit endlosfaserverstärkten Composites, in der 5G-Technologie und der Medizintechnik.

Polycarbonat (PC): Aufregende Designs durch hohe Oberflächenqualität und neue Verfahren

Medizintechnik

Polycarbonat

Medizinprodukte

Werkstoff für viele Trends

Die Covid-19-Pandemie hat auch die Kunststofferzeuger hart getroffen. Doch nicht alle Kunststoffe sind gleichermaßen betroffen. Während die häufig in der Automobilindustrie verwendeten technischen Kunststoffe unter dem Einbruch des Fahrzeugabsatzes leiden, profitieren etwa Polyolefine teilweise von der Krise. Und auch wenn die Pandemie gerade alle anderen Themen in den Hintergrund rückt, schreitet dennoch die Entwicklung etwa bei der Kreislaufwirtschaft, Elektromobilität und Digitalisierung weiterhin voran. Über die gegenwärtige Situation und die zukünftige Entwicklung sprach Kunststoffe mit Vertretern der Kunststofferzeuger.

Expertengespräch zu Trends und Herausforderungen bei Werkstoffen

Polyethylen

Polyvinylchlorid

Standardkunststoffe

Kunststoff-Rezyklat

„Wir teilen den Optimismus von  Wirtschaftsminister Altmaier nicht“

Trotz der derzeit günstigen Ölpreise – als klimaschonende Alternative zu Neuware ist Recycling mehr denn je nötig. Maschinen- und Werkstoffhersteller sowie Anbieter von Dienstleistungen zeigen dafür neue Wege auf.

Höherer Rezyklateinsatz kann sowohl ökonomisch als auch ökologisch attraktiv sein

Kunststoffverarbeitung

Darf‘s auch mal Meer sein?

Ein großer Teil des Kunststoffabfalls im Meer stammt von der maritimen Industrie. Das dänische Unternehmen Plastix recycelt solche alten Fischernetze und Seile. Das hergestellte Granulat wird unter anderem zur Herstellung von expandiertem Polypropylen (EPP) verwendet.

Aus maritimen Kunststoffabfällen wird expandiertes Polypropylen

Schaumstoffe und Vorprodukte

Schaumstoffe

Polypropylen-Compound

Polypropylen

Vom Fischernetz zum Partikelschaum

Gerade bei hochwertigen Polymeren lohnt sich die Wiederverwendung von Produktionsabfällen. Ein Forschungsprojekt konnte nun Zweifel daran ausräumen, dass Anteile an rezyklierten Kunststoffen von mehr als 25 % die Eigenschaften der Bauteile zu sehr schwächt.

Mehr als ein Viertel Polyamid-Produktionsabfälle für das Spritzgießen verwenden

Recycling flammgeschützter  Produktionsabfälle

Um das Standbein der Sparte Starlinger Recycling Technology auszubauen, hat sich der österreichische Anlagenbauer dazu entschlossen, seine Produktion durch ein weiteres Werk auszuweiten.

Unternehmen

Starlinger verdoppelt Produktionskapazitäten

 Bei der Produktion von Organoblechen fallen Verschnittreste an, die sich nicht direkt wieder in den Herstellungsprozess zurückführen lassen. Die werkstoffliche Verwertung dieser Verschnitte stellt dafür einen vielversprechenden Recyclingansatz dar.

Faserverstärkte Thermoplaste mechanisch rezyklieren und in die Produktion zurückführen

Faserverarbeitung

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Mahlgut

Faserverbundwerkstoffe

Organobleche (gewebeverstärkte Thermoplast-Halbzeuge)

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Mahlen

Organoblech-Verschnitte recyceln

Kunststoffrezyklate hatten im vergangenen Jahr einen schweren Stand. Viele Industrieunternehmen fordern deshalb von der Politik Maßnahmen zur Förderung der Kreislaufwirtschaft. Im Interview mit Kunststoffe erklärt Alfred Stern, CEO von Borealis, wieso er feste Rezyklatquoten für notwendig erachtet und freiwillige Selbstverpflichtungen nicht funktionieren.

Interview mit Alfred Stern, CEO von Borealis, zur Kreislaufwirtschaft

Schröder, Susanne

„Die einzige global akzeptierte  Ideologie ist leider Geld“

Die internationale Fachtagung „Praxisforum Kunststoffrezyklate“ am 9. und 10 März 2021 behandelt die Qualitätssteigerung bei Material und Verarbeitung von Rezyklaten. Die Teilnehmer erleben online einen hochqualifizierten, fachlichen Austausch sowie ein aktuelles Wissen-Update.

Weiterbildung, allgemeine

Seminare, Schulungen, Kongresse

Kunststoff-Regenerate

Praxisforum Kunststoffrezyklate 2021

Biobasierte Kunststoffe können in langlebigen und recycelbaren Anwendungen große Mengen an CO2 speichern und einen echten Beitrag zum Klimaschutz leisten. Entsprechendes Produktdesign und eine funktionierende Kreislaufwirtschaft vorausgesetzt, könnte die Kunststoffbranche zu einer Schlüsselindustrie einer grünen Wirtschaft werden.

Wie biobasierte Kunststoffe zur langfristigen Speicherung von CO2 beitragen können

Kunststoffe, biobasiert

Biokunststoffe

Kunststoffe, bioabbaubar

Mit Biokunststoffen zur Zukunftsbranche

Über das Image von Kunststoffen und einen verantwortlichen Umgang mit ihnen

Polymere Materialien und mit ihnen synthetische Kunststoffe leiden unter einem schlechten Ruf. Diese Imageprobleme ergeben sich nicht nur aus der gegenwärtigen Umweltdebatte, sondern haben auch frühere Ursachen. Bereits in der Vergangenheit sahen sich polymere Materialien ungerechtfertigten Beurteilungen ausgesetzt. Oft stammten diese von Laien und waren vielfach Ausdruck mangelnder naturwissenschaftlicher Kenntnisse.

Kunststoffe haben ein Imageproblem. Sie werden als Sinnbild für Umweltverschmutzung betrachtet. Gleichzeitig gelten sie vielen Konsumenten immer noch als minderwertiges, billiges Material und als Ersatz für angeblich hochwertigere Werkstoffe. Diese weit verbreiteten Ansichten sind kein neues Phänomen, sondern begleiten diese Materialien bereits seit langem und gehen teilweise auf historische Ursachen zurück. Bei dem Begriff Kunststoffe und dem umgangssprachlich gebrauchten Begriff Plastik kommt es außerdem zu einigen Definitionsschwierigkeiten. Deshalb sollte bei dieser Werkstoffgruppe besser von „Polymeren Materialien“ (Pom) gesprochen werden.

Polymere Materialien sind der Oberbegriff für:

<ul><li>biogene Polymere (natürliche Polymere), wie Cellulose, Stärke, Proteine, Naturharze, Naturkautschuk,</li><li>modifizierte biogene Polymere (halbsynthetische Kunststoffe, chemisch veränderte natürliche Polymere), beispielsweise vulkanisierter Naturkautschuk, Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Casein-Formaldehyd,</li><li>synthetische Polymere (synthetische Kunststoffe) wie Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere und Thermoplastische Elastomere (TPE) und</li><li>Biopolymere wie biotechnische Polymere (enzymatisch oder gentechnisch hergestellt, z. B. Polyhydroxybuttersäure und Proteine analog der Spinnenseide) und biobasierte Polymere, bei denen die Ausgangstoffe oder Monomere biogen oder biotechnisch zugänglich sind und dann synthetisch polymerisiert werden, etwa biobasiertes Polyethylen (PE).</li></ul>

Im Englischen, und analog in vielen anderen Sprachen, wird der Terminus „Kunststoffe“ als „plastics“ bezeichnet. Daraus ergeben sich einige Definitionsschwierigkeiten. Einerseits bezeichnet plastics auch Harze oder gar polymere Emulsionen sowie Dispersionen (International Organization for Standardization ISPO 468/3-Part 3, Terminology of Resins, 1999) [1], andererseits werden allerdings Kautschuke nicht miteingeschlossen. Das englische plastics ist zudem nahe am umgangssprachlichen deutschen Begriff „Plastik“, der unweigerlich sofort mit „Plastikmüll“, „Plastikdilemma“ und der „Plastikkatastrophe“ verknüpft wird.

Die Diskussion um Plastik wurde häufig bereits in der Vergangenheit geführt. Ausgangspunkt dafür waren u. a. toxische Weichmacher, Farben und Bestandteile. Gegenwärtig dreht sie sich hauptsächlich um das global verbreitete Makro- und Mikroplastik. Daraus ergibt sich ein riesiges Imageproblem und eine Ablehnung des Werkstoffs, häufig als „Kunststoff-Bashing“ bezeichnet, Mittlerweile wirkt sich dieses auch auf die für unser Leben unverzichtbaren Kunststoff- und Verbundwerkstoff-Materialien im technischen, medizinischen, sportlichen Bereich aus.

Dieses Ansehensproblem geht allerdings zum großen Teil ebenfalls auf ungerechtfertigte, historische Wurzeln zurück. Seit Beginn der Produktion von halbsynthetischen Kunststoffen wie Cellulosenitrat (Celluloid, John W. Hyatt, 1868/70) wurden diese u. a. auch zum Imitieren von und als Ersatz für Elfenbein, Horn, Schildpatt, Koralle und Perlmutt verwendet. Aber natürlich nicht nur dafür, denn gerade mit Celluloid ließen sich schon sehr früh Muster und Farben erreichen, die einzigartig sind und kein Vorbild in der Natur haben. Trotzdem lernen Studenten der Kunstgeschichte noch immer, dass den frühen Kunststoffen die Ersatzfunktion und der Beigeschmack des Unechten, Minderwertigen, Billigen und der Massenware anhing. Ursprünglich propagiert wurde das vor allem von Angehörigen des Deutschen Werkbundes.

Einer der Vordenker des Werkbundes, der Kunsthistoriker Gustav E. Pazaurek [2], schuf eine „Systematik der ästhetischen Entgleisungen“, kämpfte für eine Verbreitung des guten Geschmacks im Kunstgewerbe, da ihm Imitate ein Gräuel waren. Er prägte dadurch die Einstellung des Deutschen Werkbundes nachhaltig. Im Bereich der neuen Kunststoffe sahen die Mitglieder des Werkbundes weder die neuen Farb- und Mustermöglichkeiten, für die es genug Beispiele gab, noch hatten sie aufgrund ihrer Fixierung auf Kunst- und Kunstgewerbe die technische Verwendung der neuen Werkstoffe im Blick. Sie erkannten nicht die Möglichkeiten, die etwa vulkanisierter Kautschuk für Regenbekleidung (Charles Macintosh) oder als elektrisches Isolationsmaterial sowie für Fahrrad- und Autoreifen, als Hartgummi für die Elektroindustrie, für Telefonhörer, Hämmer, Mundstücke für Klarinetten und Füllfederhalter, Cellulosenitrat (Celluloid) und Celluloseacetat (Cellon) für Lacke und Filme und Casein-Formaldehyd (Galalith) als Niederfrequenzisolator boten. Die spätere Entwicklung der Elektroindustrie wurde überhaupt erst ermöglicht durch Phenolharze (Bakelit), die als Isolations- und Konstruktionsmaterial dienten.

Der tatsächliche Gebrauch von Kunststoffen als Ersatzstoffe als Folge der Rohstoff-Blockade im ersten Weltkrieg tat speziell in Deutschland ein Übriges. Geringerwertige Viskose-Stapelfasern waren nicht sonderlich beliebt. Der erste synthetische Methylkautschuk war mühsam herzustellen, seine Produktionsgeschwindigkeit niedrig, die Weichgummieigenschaften weder gut reproduzierbar noch mit Naturkautschuk vergleichbar. Lediglich als Hartgummi fand er ausreichenden Einsatz. In dieser Notzeit gruben sich Bezeichnungen wie „Kunstfaser“, „Kunstseide“, „Kunststoff“ – ähnlich wie „Kunsthonig“, „Kunstpfeffer“ und „Kunstzimt“ – in das kollektive Gedächtnis ein als billige Ersatzstoffe. Außerhalb von Fachkreisen konnten sie den Anschein der Minderwertigkeit nie vollständig abstreifen.

Ebenso einflussreich wie verheerend für das Ansehen von Kunststoffen in Kunst- und Historikerkreisen war ein Essay über „Plastik“ des französischen Philosophen Roland Barthes aus dem Jahr 1957 [3]. Er schreibt unter anderem: „Trotz seiner griechischen Hirtennamen (Polystyren, Phänoplast [sic], Polyvinyl, Polyäthylen) ist das Plastik, dessen gesammelte Produkte jüngst auf einer Messe ausgestellt wurden, in erster Linie eine alchimistische Substanz. […] So ist Plastik nicht nur eine Substanz, es ist die Idee ihrer unendlichen Transformation. […] von jeder endgültigen Form aus betrachtet […] stellt sich die rohe Materie dem Geist fortwährend als Rebus [Bilderrätsel] dar.“

In den Worten Barthes‘ spiegelt sich seine Unkenntnis von Naturwissenschaften bzw. Chemie wider. Ausdruck dessen ist sein „naives“ Erstaunen. Auch ist ihm offenbar nicht bewusst, dass seine Materialbeschreibung haargenau auch auf den uralten Kultur-Werkstoff Glas zutrifft. Barthes wird bis heute in geisteswissenschaftlichen Kreisen, vor allem bei Kunsthistorikern, gerne und ausgiebig zitiert.

Zu diesen historischen, bis heute virulenten Belastungen des Kunststoffimages kommen seit einiger Zeit neue hinzu. Um das Jahr 2000 schlugen der Biologe Eugene Stoermer und der Meteorologe und Nobelpreisträger Paul Crutzen vor, den allerjüngsten Zeitabschnitt des Holozäns als „Anthropozän“, also „Menschenzeitalter“ zu bezeichnen. Grundlage dafür waren die geologischen Ablagerungen der ersten Atombombenversuche [4 – 6]. Mittlerweile werden vielfach auch die Reste von Plastikmüll als Erkennungszeichen für das Anthropozän angesehen. Das sogenannte Mikroplastik ist nach geologischen Maßstäben ebenfalls global nachweisbar. Hierbei zeigt sich allerdings, dass es sich nicht um unspezifischen Abfall, sondern zum größten Gewichtsanteil um die Überreste von Verpackungen (Folien, Flaschen und Behälter) handelt.

Weltweit werden zurzeit jährlich um die 370 Mio. t Kunststoffe produziert. Der Anstieg ist exponentiell (Bild 1). Auf Verpackungen entfällt in der Produktion mehr als ein Drittel aller Kunststoffe. Von den etwa 8300 Mio. t Kunststoff, die weltweit von 1950 bis 2015 produziert wurden, sind ca. 6 % rezykliert, 8 % verbrannt und 55 % entsorgt worden. Rund ein Drittel sind noch in Gebrauch. Im Jahre 2017 landeten von ca. 350 Mio. t Kunststoffen, etwa 2 %, also rund 7 Mio. t, im Meer.

Ungefähr 99 % davon sind zunächst nicht sichtbar, da durch langsame Verwitterung und Fragmentierung Plastikteilchen kleiner als 5 mm Durchmesser entstehen – sogenanntes sekundäres Mikroplastik. Der Anteil, der nicht von Meereslebewesen aufgenommen wird, sinkt in die Tiefen der Ozeane, lagert sich dort ab, wird in die Sedimente eingebettet und bildet allmählich eine neue geologische Schicht, den „Plastikhorizont“. Er wird wie erwähnt als weiteres Kennzeichen des Anthropozäns angesehen.

Von diesem sekundären Mikroplastik unterscheidet man das „primäre Mikroplastik“ Typ A und B. Typ A umfasst gezielt hergestellt kleine Kunststoffpartikel für Produkte wie Kosmetika, polymere Strahlmittel, Lasersinterpulver für den 3D-Druck und Halbzeug-Pulver. Typ B entsteht durch Nutzungs- oder Abnutzungsprozesse, z. B. durch Abrieb von Gummi-Reifen (Löwenanteil von 81 %), beim Waschen freigesetzte Textilfaserfragmente, die Verwitterung von Farben und Lacken sowie landwirtschaftlich eingesetzte Kunststoffe, etwa in Folien. Eine Ablagerung bzw. Schichtenbildung findet auch an Land und – über die globale Luftverschmutzung – in abgelegenen Gegenden wie den Hochalpen, dem tibetischen Hochland und im Grönlandeis statt.

Biogene polymere Materialien wie beispielsweise Bernstein, Natur-Kautschuk, asiatischer Lack, chinesische Seide, Papier und Papiermassen, Kompositwerkstoffe wie Leder, Horn und Schildpatt, aber auch Gelatine-Leim, Kasein- und Eiklar-Malgründe, Schellack, Linoleum und die chemisch modifizierten biogenen polymeren Materialien haben eine uralte Geschichte. Sie trugen alle zur kulturellen Entwicklung der Menschheit Maßgebliches bei. Auch die Kunststoffe zählte in ihrer erste Ausgabe 1911 solche polymeren Materialien zu ihrem Publikationsfeld hinzu (Bild 2).

Die unzähligen synthetischen Kunststoffe zeigen ein – noch lange nicht ausgeschöpftes – Potenzial, ihre maßgeschneiderten Eigenschaften zu nutzen. Sie und die modernen Biopolymere sind nur ein kleiner Ausschnitt polymerer Materialien und stehen hinsichtlich Eigenschaften, Verhalten, Verarbeitung und Gebrauch in einer langen material-, technik- und kulturgeschichtlich bedeutsamen Ahnenreihe. Polymere Materialien sind zu jeder Zeit eben nicht nur „Ersatzmaterialien“, „billiges Plastik“ und „die Meere vermüllend“, sondern ermöglichen technische Innovationen und künstlerische Möglichkeiten – nicht anders als das Keramik, Glas und Metalle ebenfalls tun. Für alle diese Materialien gilt gleichermaßen, dass alle Seiten (Hersteller, Handel und Verbraucher) ihre Vor- und Nachteile stets genau abwägen und einen möglichst umweltgerechten und nachhaltigen Umgang realisieren müssen.

[1] Günter Lattermann, Was sind eigentlich Harze?, e-plastory (2013), Nr. 2

[2] Gustav E. Pazaurek, Guter und schlechter Geschmack im Kunstgewerbe, Salzwasserverlag GmbH, Paderborn 1912, S. 17, 18.

[3] Roland Barthes, Mythologies, Edition Sueil, Paris 1957; Mythen des Alltags: Vollständige Ausgabe, Kapitel Plastik, Suhrkamp Verlag, Berlin 2019

[4] Paul J. Crutzen, Eugene F. Stoermer, The Anthropocene, Global Change Newsletter (2002), 41, S. 17 – 18.

[5] Paul J. Crutzen, Geology of Mankind, Nature (2002), 415, S. 23.

[6] Paul J. Crutzen, Geology of Mankind, in Paul Crutzen, H. Brauch (Hrsg.), “Paul Crutzen: A Pioneer on Atmospheric Chemistry and Climate Change in the Anthropocene”, Springer Briefs on Pioneers in Science and Practice, Band. 50, Springer, Cham 2016, S. 211 – 215

Ausgabenartikel

Bild 1. Die weltweite Kunststoffproduktion steigt seit 1950 exponentiell an 

Bild 2. Die erste Ausgabe der Kunststoffe von 1911 „mit besonderer Berücksichtigung“ von  biogenen und modifizierten biogenen polymeren Materialien

Viele Veränderungen auf der Erde sind inzwischen menschengemacht. Das aktuelle Zeitalter wird deshalb teilweise bereits als Anthropozän bezeichnet 

Lattermann - Hauptartikel

Prof. Dr. Günter Lattermann lehrt an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin. Er ist Vorsitzender der Deutschen Gesellschaft für Kunststoffgeschichte e. V. (dgkg) und der Plastics History European Association (PHEA).