Grundsätzlich gilt: Plastik ist ein vielseitiges Material und in unserem Alltag allgegenwärtig. Durch seine geringe Dichte hat es den Vorteil gegenüber anderen Verpackungsmaterialien wie Glas, Karton oder Metall, dass es leicht ist. Kunststoffe lassen sich gut verarbeiten, einfach in komplexe Formen gießen und mit anderen Materialien verbinden. Je nachdem, was für ein Produkt entstehen soll, können Verstärker, Farben, Schaummittel, Weichmacher und ähnliches zugegeben werden. So entstehen Produkte mit vielen unterschiedlichen Eigenschaften für Verpackungen, Baustoffe und Möbel, Haushalts- und Sportgeräte und vieles mehr.
Kunststoff wird aus organischen Rohstoffen hergestellt. Das können Erdöl oder Erdgas sein, Kohle oder auch nachwachsende Rohstoffe. Rund fünf Prozent des Erdöls und Erdgases in Deutschland werden zur Herstellung von Kunststoff verwendet. Im Vergleich: 80 Prozent werden zum Heizen, zur Energieerzeugung und Transportzwecken verbraucht.
Wie alles begann
Die ersten Kunststoffe wurden nicht aus fossilen Rohstoffen herstellt, sondern waren biobasiert. Es gibt Aufzeichnungen darüber, dass bereits im 16. Jahrhundert der bayerische Benediktinerpater Wolfgang Seidel aus Ziegenkäse ein Material erzeugt hat, das sich als Ersatz für Horn von Tieren eignete. Kunststoffe aus dem Milchprotein Casein spielten bis in die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts bei der Herstellung von Modeschmuck eine große Rolle. Der Engländer Alexander Parkes entwickelte im Jahr 1855 Parkesine, heute bekannt als Celluloid. Celluloid war der Gewinner eines Preisausschreibens, in dem es darum ging, teures Elfenbein für Billardkugeln zu ersetzen. Celluloid aus Cellulosenitrat und Campher machte das Rennen und wurde bald auch für fotografische Filme, dekoraktive Manufakturwaren, Brillengestelle, Kämme, Tischtennisbälle und andere Produkte verwendet. In den 1910er-Jahren forschte Henry Ford in den USA mit Weizen und Soja. Daraus hergestellte Kunststoffe wurden erstmals als Gummiersatz und für die Produktion von Polsterstoffen verwendet. Ebenfalls zu Beginn des 20. Jahrhunderts kam durch die Entwicklung des Phenol-Formaldehydharzes, dessen Ausgangsprodukt die Steinkohle war, der Durchbruch für die vollsynthetischen Kunststoffe.
Produktion von Kunststoff
Alle Kunststoffe haben eine gemeinsame Eigenschaft: Sie bestehen aus Polymeren. Dabei handelt es sich um schlichte, große Moleküle, die sich aus Einzelbausteinen, den Monomeren, zusammensetzen. Kunststoffe werden von natürlichen, organischen Stoffen wie Cellulose, Kohle, Erdgas, Salz und natürlich Erdöl abgeleitet. Erdöl ist eine komplexe Mischung aus Tausenden von Verbindungen und muss verarbeitet werden, bevor es verwendet werden kann. Die Herstellung von Kunststoffen beginnt mit der Destillierung von Rohöl in einer Ölraffinerie. Hier wird das schwere Rohöl in Gruppen leichterer Komponenten beziehungsweise Fraktionen getrennt. Jede Fraktion ist eine Mischung aus Kohlenwasserstoffketten (chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Wasserstoff), die sich in der Größe und Zusammensetzung der Moleküle unterscheiden.
Die wesentlichen Herstellungsschritte bei der Kunststoffherstellung heißen Polymerisierung und Polykondensation. Durch die beiden Prozesse werden Monomere wie Ethylen und Propen miteinander verbunden, um lange Polymerketten zu bilden. Jedes Polymer hat dabei seine eigenen Eigenschaften. Sie lassen sich unterteilen in Thermoplasten, die bei Erwärmung weich werden und beim Abkühlen wieder erhärten, und Duroplasten, die nicht mehr weich werden, nachdem sie gegossen wurden.
Gibt es einen Unterschied zwischen Plastik und Kunststoff?
Umgangssprachlich werden beide Begriffe gleichbedeutend verwendet. „Plastisch“ bedeutet verformbar; und Kunststoffe wurden ursprünglich überwiegend durch einfache Umformungsverfahren zur Herstellung von Massenartikeln genutzt. Doch es gab im vergangenen Jahrhundert viele Diskussionen zum Begriff Kunststoff. Uneinig waren sich die Experten darüber, ob das Wort „Kunst“ für „künstlich“ im Gegensatz zu natürlichen Rohstoffen steht oder zu sehr vom technischen Wert des Materials ablenke und in die Irre führt, da es sich nicht um kreative Kunst im Sinne von Musik und Malerei handelt. Nichtsdestotrotz wurde Kunststoff in den 1950er-Jahren zum Inbegriff für Wohlstand und Fortschritt. Und in der Fachwelt wird auch heute in der Regel von Kunststoff gesprochen.
Wie es weitergeht
In Deutschland wurden im vergangenen Jahr rund 15 Millionen Tonnen Kunststoff verarbeitet. Etwa jede vierte Verpackung besteht hierzulande aus Kunststoff. Kunststoffverpackungen bieten insbesondere für Lebensmittel den Vorteil, dass sie hygienisch, leicht und unzerbrechlich sind. Viele Hersteller entwickeln aktuell neue Materialien, darunter auch biobasierte Kunststoffe (siehe Glossar), um weiterhin die Vorteile des Kunststoffs zu nutzen und gleichzeitig dessen Einsatz zu minimieren.
GLOSSAR
Kunststoffverpackungen bestehen zu fast 90 Prozent aus PE, PP und PET. Hinzu kommen neue, sogenannte Bio-Kunststoffe. Was hinter den Begriffen steckt.
Thermoplasten: Kunststoffe, die bei Erwärmung weich werden und beim Abkühlen wieder hart. Beispiele sind PE, PP und PET.
Duroplasten: Kunststoffe, die nicht mehr weich werden, nachdem sie gegossen wurden. Geeignet für Brillengläser und Zahnfüllungen.
PP: Abkürzung für Polypropylen. Wird verwendet für Lebensmittelverpackungen wie Joghurt- und Margarinebecher, Tüten für Süßigkeiten und Snacks, mikrowellengeeignete Behälter, medizinische Verpackungen und Küchengeräte.
PE: Abkürzung für Polyethylen. Gehört zur Familie der Polyolefine und wird hauptsächlich aus Öl und Gas hergestellt. Zählt zu den wichtigsten Kunststoffen. Eignet sich für Frischhaltefolie, Einkaufstaschen, Beschichtung von Milchkartons, Flaschen für Waschmittel und Kosmetika.
PET: Abkürzung für Polyethylenterephthalat. Ein thermoplastischer Kunststoff aus der Familie der Polyester. PET hat vielfältige Einsatzbereiche und wird unter anderem zur Herstellung von Kunststoffflaschen (PET-Flaschen), Folien und Textilfasern verwendet.
Biobasierte Kunststoffe: Bestehen vollständig oder teilweise aus erneuerbaren, biologischen Ressourcen. Zuckerrohr wird beispielsweise verarbeitet, um Ethylen herzustellen, das dann verwendet werden kann, um Polyethylen zu fertigen. Stärke kann zu Milchsäure und danach zu Polymilchsäure (PLA) verarbeitet werden. Eignen sich für Verpackungen und Textilien.
Biologisch abbaubare Kunststoffe: Kunststoffe, die unter bestimmten Bedingungen von Mikroorganismen in Wasser, Kohlendioxid (oder Methan) und Biomasse abgebaut werden. Sie eignen sich für die Sammlung von organischem Abfall (Kompost), als Mulchfolie oder Pflanzentopf sowie als Verpackungen für Nahrungsmittel.
Wissen Checken
Wer aufmerksam gelesen hat, kann die folgenden Fragen beantworten.
{tab=Fragen}
- Was ist der Unterschied zwischen Thermoplasten und Duroplasten?
- Was bedeutet der Begriff „plastisch“?
- Woraus bestehen Kunststoffe?
{tab=Antworten}
- Thermoplasten werden bei Erwärmung weich und beim Abkühlen wieder hart; Duroplasten bleiben bei Erwärmung hart.
- Plastisch bedeutet verformbar.
- Kunststoffe werden aus organischen Rohstoffen hergestellt. Das können Erdöl oder Erdgas sein, Kohle oder auch nachwachsende Rohstoffe.
