Mit einem Anteil von rund 30 Prozent an der gesamten Kunststoffmenge ist Polyethylen, kurz PE, der weltweit am häufigsten verwendete Kunststoff.
Sein Haupteinsatzgebiet sind Folien und Verpackungen. Aber auch unzählige andere Produkte werden aus PE gefertigt.
Inhalt:
Die verschiedenen Typen von PE
Bei Polyethylen handelt es sich um einen teilkristallinen und unpolaren Thermoplast. Durch eine entsprechende Auswahl der Bedingungen bei der Polymerisation wird es möglich, PE in sehr unterschiedlichen Varianten herzustellen. Neben vielen anderen Eigenschaften ist dabei die Dichte eines der wesentlichen Unterscheidungsmerkmale.
Die vier Hauptarten sind:
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Polyethylen hoher Dichte (high density), abgekürzt mit HDPE oder PE-HD
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Polyethylen mittlerer Dichte (medium density), abgekürzt mit MDPE oder PE-MD
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Polyethylen niedriger Dichte (low density), abgekürzt mit LDPE oder PE-LD
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Lineares Polyethylen mit niedriger Dichte (linear, low density), abgekürzt mit LLDPE oder PE-LLD
Die unterschiedlichen Dichten kommen hauptsächlich durch den Verzweigungsgrad der Molekülketten zustande. Je höher der Verzweigungsgrad ist, desto geringer ist die Dichte des PE. HDPE verfügt über nur schwach verzweigte Polymerketten und dadurch eine hohe Dichte.
Im Unterschied dazu weist LDPE einen hohen Verzweigungsgrad auf, was zu einer geringen Dichte führt. LLDPE hat ebenfalls sehr viele, allerdings nur kurze Verzweigungen.
Die Eigenschaften von PE
Der hohe Anteil an kurz- und langkettigen Verzweigungen bei PE-Typen mit niedriger Dichte verhindert eine enge Zusammenlagerung der Polymerketten. Aus diesem Grund ist der Kristallisationsgrad auch geringer als bei Polyethylen-Typen mit hoher Dichte. Außerdem sind sie lichtdurchlässiger und ihr Schmelzpunkt ist niedriger.
PE verfügt über gute elektrische Isoliereigenschaften und ist beständig gegenüber vielen Säuren, Basen, Ölen und Fetten. Während LDPE aber nur eingeschränkt gegenüber Kohlenwasserstoffen beständig ist, kann HDPE auch für Kraftstoffbehälter eingesetzt werden.
Solche Behälter werden häufig mit Folien oder Beschichtungen als zusätzliche Barrieren ausgerüstet, weil PE sehr gasdurchlässig ist.
Starke Oxidationsmittel und Halogene greifen PE an. Weil Polyethylen brennbar und weder witterungs- noch UV-beständig ist, müssen Additive wie Flammschutzmittel und UV-Absorber hinzugefügt werden.
Die Verarbeitung von PE
Polyethylen lässt sich unter anderem durch Spritzguss, Extrusion und Blasformen verarbeiten. Auch das Pressen, Faserspinnen und Schäumen gehört zu den industriellen Verarbeitungsverfahren.
Generell lässt sich PE sehr gut und einfach verarbeiten und durch die Vielfalt der verschiedenen Typen an die meisten Verarbeitungsbedingungen anpassen. Für spezielle Verwendungen oder Verfahren stehen außerdem besondere Polyethylen-Typen zur Verfügung.
Die Einsatzbereiche von PE
Aus Polyethylen werden in erster Linie Folien und Verpackungen hergestellt, so zum Beispiel einfache Spritzgussteile, durch Blasformen erzeugte Kanister oder thermisch geformte Behälter. Aber auch Rohre und Kabelummantelungen werden aus PE gefertigt.
Mit Polyethylen-Pulver wiederum werden Papiere und Textilien beschichtet, während PE in Form von Schaumstoff als Transportschutz und Auskleidung von Verpackungen genutzt wird.
Das Haupteinsatzgebiet von LDPE sind Verpackungsfolien aller Art. Schrumpffolien und Schwersackfolien zählen genauso dazu wie Tragetaschen, Landwirtschaftsfolien oder Wasserdampfsperren bei Verbundfolien. Daneben wird der Kunststoff für Rohre, tiefgezogene Tafeln, Ummantelungen von Fernmeldekabeln, Beschichtungen von Stahlrohren sowie flexible Behälter, Flaschen und Kanister eingesetzt.
LLDPE wird vorrangig für Streckfolien genutzt. Sie lassen sich hauchdünn ausziehen, punkten mit einer guten Optik und sind kältezäher, reiß- und durchstoßfester sowie weniger anfällig für Spannungsrisse als Folien aus LDPE. Die Mischung aus LDPE und LLDPE wird zu Blasfolien verarbeitet.
Aus HDPE wiederum werden unter anderem Haushaltsgegenstände, Lager- und Transportbehälter, Mülleimer, Getränkekisten, Benzinkanister und Kraftfahrzeugtanks gefertigt. Für Druckrohre und Fittings bei der Wasserversorgung, für Platten in chemischen Apparaten und im Automobilbau kommen spezielle Polyethylen-Typen zum Einsatz.
Gleiches gilt für Surfbretter, Netze und Gewebe, Seilwaren, Bauteile wie Walzen, Rollen, Zahnräder oder Förderschnecken sowie medizinische Implantate und Prothesen.
Die Nachhaltigkeit von PE
Für die menschliche Gesundheit gilt Polyethylen als unbedenklich. Während andere Kunststoffe oft dafür kritisiert werden, dass Weichmacher oder andere Stoffe austreten, gibt es diese Kritik bei PE nicht. Weil Polyethylen als nicht giftig eingestuft wird, wird es häufig für Lebensmittelverpackungen genutzt. PE verbrennt in aller Regel, ohne giftige Gase freizusetzen.
Allerdings wird PE mit Blick auf den Umweltschutz kritisiert. Nachdem das kostengünstige PE in sehr großem Umfang für Verpackungen und Einwegartikel eingesetzt wird, bestehen die im Meer und der Natur gefundenen Kunststoffabfälle ebenfalls zu einem großen Anteil aus diesem Kunststoff. Wie bei anderen Kunststoffen kommt außerdem die Problematik mit Mikroplastik zum Tragen.
PE ist aber ein Kunststoff, der sich vergleichsweise gut recyceln lässt. In entsprechenden Anlagen kann er mechanisch aufbereitet, erneut zu Granulat verarbeitet und anschließend für die Produktion neuer Kunststoffprodukte verwendet werden.
Voraussetzung für das Recycling ist eine sortenreine Trennung. Sie scheitert oft daran, dass Verpackungen aus Mehrschichtfolien hergestellt werden. Mehrschichtfolien bestehen aus verschiedenen Kunststoffen und lassen sich im Recyclingverfahren meist nicht trennen.
Geeignete Sammelsysteme und angepasste Produktdesigns würden jedoch dafür sorgen, dass PE in großem Umfang recycelbar wäre.
FAQ: Nachhaltige Lösungen und Umweltbelastungen von PE-Kunststoffen
Welche Alternativen gibt es zu PE-Kunststoffen?
Es gibt mehrere alternative Materialien, die als Ersatz für PE-Kunststoffe dienen können. Ein Beispiel dafür sind bioabbaubare Kunststoffe aus erneuerbaren Rohstoffen wie PLA (Polylactid). Darüber hinaus können Materialien wie Papier, Karton, Glas, Metall oder auch nachwachsende Rohstoffe umweltverträglichere Alternativen zu PE bieten.
Welche Rolle spielen Mehrwegverpackungen bei der Reduzierung von PE-Kunststoffen?
Mehrwegverpackungen können einen Beitrag zur Reduzierung des Verbrauchs von Einweg-PE-Kunststoffen leisten. Wenn Verbraucher und Unternehmen auf Mehrwegbehälter und -verpackungen umsteigen, kann die Nachfrage nach Einweg-PE-Kunststoffen reduziert werden, was insgesamt zu einer geringeren Umweltbelastung führt.
Wie kann die Förderung von Recyclingtechnologien die Umweltauswirkungen von PE-Kunststoffen verringern?
Durch die Entwicklung und Förderung effizienter Recyclingtechnologien können die Umweltbelastungen durch PE-Kunststoffe reduziert werden. Das Recycling von PE kann eine Möglichkeit zur Einsparung von Ressourcen und zur Verringerung der Menge an Kunststoffabfällen sein. Es ist jedoch wichtig, dass das Recycling effizient durchgeführt wird. Die gesammelten Materialien müssen vor dem Recycling nach Sorten getrennt werden.
Welche potenziellen Umweltbelastungen können bei der Herstellung von PE-Kunststoffen entstehen?
Bei der Herstellung von PE-Kunststoffen können verschiedene Umweltbelastungen entstehen, darunter der Einsatz von Chemikalien, der Verbrauch von Energie und Wasser sowie die Freisetzung von Schadstoffen in die Umwelt. Die Kunststoffproduktion kann auch indirekte Auswirkungen haben, wie z.B. die Gewässerverschmutzung durch Abwässer aus Produktionsanlagen.
Gibt es potenzielle Gesundheitsrisiken bei der Verwendung von PE-Kunststoffen?
PE gilt im Allgemeinen als gesundheitlich unbedenklich und wird häufig für Lebensmittelverpackungen verwendet. Wenn PE-Kunststoffe hergestellt und verarbeitet werden, bestehen jedoch potenzielle Gesundheitsrisiken, insbesondere für die Beschäftigten in der Kunststoffindustrie. Diese Risiken können durch den Umgang mit Chemikalien, Dämpfen oder Stäuben entstehen. Daher sind geeignete Arbeitsschutzmaßnahmen erforderlich.
Wie können Verbraucherinnen und Verbraucher sowie Unternehmen dazu beitragen, die Auswirkungen von PE-Kunststoffen auf die Umwelt zu verringern?
Zur Verringerung der Umweltauswirkungen von PE-Kunststoffen können Verbraucherinnen und Verbraucher sowie Unternehmen durch verschiedene Maßnahmen beitragen. Hierzu gehören die Vermeidung von Einwegprodukten aus PE, die Förderung von wiederverwendbaren Verpackungen, die Wahl umweltverträglicher Alternativen und die Unterstützung von Recyclingprogrammen. Durch ein bewusstes Konsumverhalten und die Wahl nachhaltiger Produkte können Verbraucherinnen und Verbraucher sowie Unternehmen mithelfen, die Umwelt zu schützen.