Kaum ein anderes Material prägt das tägliche Leben so sehr wie Kunststoff (umgangssprachlich Plastik). Sei es die leichte Trinkflasche, das kälteabweisende Sweatshirt oder sogar die weiche Matratze: Plastik kann fast alles. Um das durchaus umstrittene Material besser kennenzulernen, folgt ein kleiner Blick hinter die Kulissen der Kunststoffherstellung.
Kunststoff kann viele Formen und Farben annehmen – Foto Pixabay
Grundkenntnisse: Was ist Kunststoff?
Die Reise etwa einer Plastiktüte beginnt mit ihrem ursprünglichen Rohstoff, was in den meisten Fällen Erdöl ist. Mittels einer chemischen Synthese des Rohstoffes entstehen organische makromolekulare chemische Verbindungen. Allerdings ist Erdöl nicht der einzige Rohstoff, aus dem Kunststoffe entstehen. Eine Modifikation von Naturstoffen kann ebenfalls Plastik hervorbringen.
Unabhängig davon, was der Ausgangsstoff war, verhalten sich die chemischen Prozesse danach im Kunststoffwerk ähnlich. Denn aus molekularer Sicht sind Kunststoffe sogenannte Polymere. Das bedeutet wörtlich übersetzt etwa “viele Teile”. Und diese Polymere bestehen wiederum aus vielen Monomeren (also “ein Teil”). In welcher Art und Weise die Monomere nun zusammengesetzt sind – lose, verbunden oder eine Mischung aus beiden – entscheidet schlussendlich über die Materialeigenschaften des Zielproduktes.
Kategorien von Kunststoffen
Die Art und Weise der strukturellen Zusammensetzung macht sich auch im thermischen Verhalten bemerkbar, also wie sich die Feststoffe unter Hitze verhalten. Man unterscheidet in drei Kategorien: Thermoplast, Duroplast und Elastoplast.
Kunststoff ist wahrscheinlich der vielseitigste Stoff, den wir in Form bringen und nutzen können – Foto Pixabay
– Thermoplast: Das Plastik (z. B. Becher) ist weich und nachgiebig. Unter Hitze schmilzt der Feststoff in sich zusammen. Die Monomere sind in einzelnen Ketten angeordnet. Die Ketten sind untereinander aber nicht verknüpft.
– Duroplast: Das Polymer (z. B. Steckdosenabdeckung) ist hart und spröde. Unter Hitze schmilzt es nicht. Zurückzuführen ist dieser Sachverhalt auf die starke Verknüpfung der Monomeren (engmaschige Netzstruktur). Jedes Monomer hat mindestens zwei Verbindungen mehr als die Ketten im Thermoplast.
– Elastoplast: Hier ist der Kunststoff (z. B. Schwamm) elastisch. Unter Hitze schmilzt er nur unter Umständen. Die Monomere liegen in nicht-verknüpften Ketten vor und werden nur teilweise mehrmals verbunden (weitmaschige Netzstruktur).
Die Produktion von Kunststoff
In der Regel werden die Polymere in Form von Granulat in einem Kunststoffwerk weiterverarbeitet. Das bekannte Polypropen (PP) etwa kann aus reinsynthetischen, halbsynthetischen oder aus Recycling-Prozessen stammen. Polypropen ist folglich vielseitig herstellbar, aber gleichzeitig auch vielseitig einsetzbar. So weist der Kunststoff nicht nur eine Beständigkeit gegen Basen und Säuren auf, sondern auch gegen Bakterienwachstum. Deshalb findet Polypropen häufig im medizinischen Sektor und in der Lebensmittelindustrie Verwendung. Dabei setzt die Produktion der Fantasie kaum grenzen. In einem Kunststoffwerk wird über das Spritzguss-Verfahren das PP-Granulat erhitzt und anschließend in die gewünschten Formen gepresst. Wenn der Kunststoff dann abgekühlt und ausgehärtet ist, kann er theoretisch schon verwendet werden.
Nachhaltiges Plastik – geht das?
Mittlerweile setzen viele Unternehmen in Europa auf eine Reduzierung der CO2-Emissionen. Recycling-Prozesse leisten dazu einen wesentlich Beitrag. Doch nicht alle Kunststoffe sind wiederverwendbar. Bei einigen Stoffen ist es kaum möglich und bei anderen lohnt sich der Aufwand rein wirtschaftlich nicht. Diese Stoffe landen dann in der Verbrennungsanlage.
Kunststoffe sind inzwischen unentbehrlich und in ganz vielen Bereichen unersetzlich – Foto Pixabay
Anders verhält es sich bei Polypropen, erkennbar am Recyclingcode PP mit der Nummer 5. Moderne Technologien scannen und sortieren präzise das Plastik aus dem Müll heraus und liefern es sortenrein zu einem Kunststoffwerk. Dadurch wird nicht nur weniger Müll verbrannt, sondern auch effektiv Energie gespart. Denn die Aufbereitung von recyceltem Plastik ist energieeffizienter als die Herstellung von neuem Kunststoff.
Die Zukunft des Kunststoff
Ein Leben ohne Plastik ist schwer vorstellbar. Auch wenn es in Deutschland viele Alternativen gibt – Kunststoffe werden weiterhin notwendig gebraucht. Das Ziel einer nachhaltigen Plastikindustrie besteht deshalb darin, den Kreislauf von Produktion und Recycling zu schließen. Wenn 100 Prozent des hergestellten Plastiks wiederverwendet wird, braucht es keine fossilen Rohstoffe mehr. Gleichzeitig spart das Recycling elektrische Energie.
In Zukunft werden immer mehr der Kunststoffteile wiederverwendbar und recyclebar – Foto Pixabay
Doch der Weg ist noch weit; knapp die Hälfte des Plastikmülls wird verbrannt. Eine ergänzende Möglichkeit, nachhaltig einen geschlossenen Kreislauf zu schaffen, ist die Forschung nach alternativen Rohstoffen. Wissenschaftler untersuchen Methoden, um aus biologischen Abfällen – wie etwa ungenießbare Maisreste – Chemikalien zu gewinnen, aus denen sich wiederum Kunststoffe herstellen läßt.
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