Kunststoffe
Kunststoffe sind haltbar, beständig und vielseitig einsetzbar. Ihre Geschichte reicht bis in die frühe Zeit der Menschheitsentwicklung zurück und ihre Auswirkungen auf die Umwelt stehen vermehrt in der Kritik. Nachfolgend wollen wir klären, was Kunststoffe sind, wie sie entstanden sind und wo Einsatzzwecke liegen. Außerdem blicken wir auf Kunststoff im Alltag und die Möglichkeiten des Recyclings.
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Was versteht man unter Kunststoff
Der Begriff Kunststoff bezeichnet Stoffe, die aus Makromolekülen bzw. Polymeren bestehen, deren Wahl maßgeblich die späteren Eigenschaften des entstehenden Stoffs bestimmen. Durch diese Eigenschaften können die Kunststoffe in 3 Kategorien unterteilt werden:
- Thermoplaste: Kunststoffe, die sich durch Hitze beliebig oft verformen lassen.
- Duroplaste: Kunststoffe, die sich nach der Herstellung nicht erneut erhitzen und verformen lassen.
- Elastomere: Kunststoffe die elastisch, aber nicht verformbar sind.
Außerdem kann bei der Verwendung der Polymere zwischen 3 Arten unterschieden werden. Zur Schaffung sogenannter synthetischer Polymere werden Monomere beispielsweise durch die Kettenpolymerisation zusammengesetzt. Dem gegenüber stehen Biopolymere, die aus natürlichen Rohstoffen geschaffen werden. Zwischen beiden stehen die halbnatürlichen Polymere.
Die Geschichte der Kunststoffe
Der erste von Menschen verwendete Kunststoff ist aus Birkenrinde gewonnenes Birkenpech, welches zum Kleben und Abdichten verwendet wurde. Auch im Mittelalter kamen bereits Kunststoffe zum Einsatz, wie die Erkenntnisse von Wolfgang Seidel aus dem 16. Jahrhundert zeigen. Er entdeckte, dass aus Magerkäse hergestelltes Kunsthorn als Werkstoff für die Herstellung vieler Gebrauchsgegenstände herhalten kann. Die industrielle Form der Kunststoffe, wie wir sie heute kennen, entwickelte sich ab dem 19. Jahrhundert. Dazu trug Alexander Parkes bei, dessen 1856 entwickelter Parkesine-Prozess einen thermoplastischen Kunststoff hervorbrachte. Etwa 10 Jahre später entwickelten die Hyatt Brüder Zelluloid als Material für Billardkugeln – dort erwies es sich als ungeeignet fand allerdings ein zweites Leben in der Filmindustrie. Im 20. Jahrhundert folgte die Erfindung von PVC durch Leo Hendrik Baekeland (1907) und die Erfindung von Styropor durch Fritz Stastny im Jahr 1949. Das heute für die Massenherstellung von Kunststoffen unerlässliche Prinzip der Makromoleküle wurde Anfang der 20er Jahre des 20. Jahrhunderts entdeckt. Diesen Erfindungen haben wir heutzutage flexible und widerstandsfähige Kunststoffe zu verdanken, deren Nutzung im Alltag dank ihrer Vielseitigkeit längst nicht mehr wegzudenken ist.
Kunststoff im Alltag
Die Vielseitigkeit von Kunststoffen zeigt sich vor allem an ihrem Einsatz im Alltag. Sie lassen sich in nahezu jede Form bringen und bieten sich durch die verschiedenen Arten ein breites Spektrum von Einsatzzwecken. Sie finden sich oft auch dort, wo Kunststoffe nicht erwartet würden. So zum Beispiel bei der Kleidungsherstellung in Verbindung mit Baumwolle. Auch Sportbekleidung profitiert von künstlichen Materialien wie der Mikrofaser, deren Eigenschaften wie Wasser- und Winddichtheit bei gleichzeitiger Wärmeisolation optimal auf die Bedürfnisse von Sportlern zugeschnitten sind. Und auch unsere Autos setzen bei der Ausgestaltung des Innenraumes auf Plastik. Das fängt bei Sitzbezügen aus synthetischen Materialien an und erstreckt sich auf das Armaturenbrett, Schalter und mehr. Nicht alle Kunststoffe kommen allerdings so dauerhaft zum Einsatz. Tüten, Strohhalme, Tassen, Teller, Verpackungen und mehr werden aus Plastik hergestellt. Das Material bietet sich aufgrund seines geringen Gewichts bei gleichzeitiger Isolation gegen das Eindringen von Fremdkörpern an. Allerdings fangen die Probleme dieser Wegwerfartikel mit der Entsorgung erst an. Denn selbst bei richtiger Trennung und Reinigung sind die unterschiedlichen Verfahren zum Recycling aufwendig und häufig landet der Plastikmüll stattdessen im Ausland. Eine Möglichkeit, diesem Problem zu begegnen, sollen zukünftige Kunststoffe darstellen, die nicht auf Basis von Öl hergestellt werden.
Das sind die Kunststoffe der Zukunft
Dass sich Kunststoffe im Alltag verbreitet haben, führte zu einem Imageproblem, welches dem Material durch die Umweltverschmutzung anhaftet. Verschwinden wird Kunststoff dadurch in Zukunft allerdings nicht. Stattdessen steht die Erschließung neuer Materialien, Herstellungsprozesse und Einsatzgebiete auf dem Programm. Die Entwicklung des sogenannten Bioplastiks steht dabei weit oben auf der Prioritätenliste von Industrie und Politik. Ein vielversprechender Kandidat ist Maiszucker als Basis für die Herstellung von Flaschen und Co. Der Vorteil dieses Materials liegt in der Weiterverwendung vorhandener Maschinen und der Nutzung etablierter Herstellungsprozesse. Anders als vermutet lassen sich auf diesem Weg hergestellte Produkte allerdings nicht kompostieren. Bei der Verbrennung wird allerdings nur CO2 ausgestoßen, welches durch die Maispflanze zuvor aufgenommen wurde. Im Vergleich zur Herstellung von Plastik aus Rohöl sinken auch die Preise, was die Plastikprodukte auf pflanzlicher Basis günstiger macht. Die Umweltprobleme durch Plastik sind dadurch allerdings noch nicht gelöst. Stattdessen sollte die Verwertung und Wiederverwertung von Plastik ausgebaut und verbessert werden.
Richtiges Recyclen von Kunststoff
Vor allem im Hinblick auf das deutsche System zum Recycling ist noch eine Menge Arbeit nötig, um zukunftsfähig zu werden. Denn die offizielle Angabe einer Recyclingquote von 39 % wird vielerorts als zu optimistisch kritisiert. Realistische Werte sprechen von einer Recyclingquote von etwas mehr als 5 %. Um eine höhere Quote zu erzielen, werden unterschiedliche Maßnahmen vorgeschlagen, die Hersteller in die Pflicht nehmen, aufbereitete Kunststoffe zur Herstellung zu verwenden.
Methoden zum Recyclen von Kunststoffen
Bei der Auswahl des Verfahrens steht eine Vielzahl von Vorgehensweisen zur Verfügung. Zum einen das sogenannte energetische Recycling. Es besitzt mit mehr als 40 % den größten Anteil unter den Recycling-Verfahren und eignet sich vor allem für vermischte oder verunreinigte Abfälle. Denn die Kunststoffe werden verbrannt und zur Erzeugung von Energie genutzt. Auf dem 2. Platz mit etwas mehr als 30 % befindet sich die werkstoffliche Verwertung. Gebrauchter, nicht verunreinigter Kunststoff kommt für eine Aufbereitung in Frage. Dazu wird eine Sortierung vorgenommen und anschließend das Material anschließend eingeschmolzen, um in neuen Produkten eingesetzt zu werden. Einen kleinen Anteil von rund einem Prozent hat das rohstoffliche Recycling. Durch chemische Prozesse wird die Struktur der Makromoleküle aufgespalten, um Öle und Gase zu synthetisieren und eine erneute Verwendung zu ermöglichen.