Plastikflut

Plastik damals, Plastik heute

Plastik als die Innovation

Auch wenn die Plastikverschmutzung zu einem großen Umweltproblem geworden ist, zählt Kunststoff zu den wegweisendsten Erfindung des Jahrhunderts. Als Einstieg ins Thema bekommst du hier eine kurze Exkursion in die Entstehungsgeschichte von Plastik.

Das Ganze begann im Jahr 1856, als in England das erste Zelluloid (Parkesine) entwickelt wurde. Zelluloid gilt als erster thermoplastischer Kunststoff. Thermoplaste, auch Plastomere genannt, lassen sich ab einer bestimmten Temperatur leicht schmelzen und verformen. Zelluloid zählt zu den Biokunststoffen, da es aus Nitrozellulose, auch Schießbaumwolle genannt, und Kampfer, als Weichmacher, besteht. Aus Zelluloid wurden unter anderem Filmrollen, Spielzeug, Kämme, Schreibstifte, Billardkugeln oder Tischtennisbälle hergestellt. Was besonders toll war, mit diesem Kunststoff konnte erstmals Elfenbein, Perlmutt, Ebenholz, Schildpatt, Koralle und Horn perfekt nachgeahmt werden. Das kam dem Artenschutz sehr zugute. 1870 wurde Zelluloid erstmals industriell hergestellt. Doch die Ära des Zelluloids hielt nur bis Anfang des 20. Jahrhunderts, denn durch einen großen Nachteil konnte es sich nicht durchsetzen. Zelluloid ist sehr leicht entflammbar und hochexplosiv. Einmal Feuer gefangen, ist es nur schwer zu löschen.

Die Entwicklung ging also weiter und es entstanden die ersten vollsynthetischen Kunststoffe, die wesentlich widerstandsfähiger waren und sich besser verarbeiten ließen. Gegen Mitte des 20. Jahrhunderts kam die industrielle Massenfertigung von diesen Kunststoffen richtig in Gang und somit die Plastikflut langsam ins Rollen. 

Es ist also noch gar nicht lange her, dass Plastik Einzug in unser Leben gehalten hat. Heutzutage ist jeder Haushalt und Industriezweig auf Kunststoff angewiesen. Warum es so beliebt ist, liegt auf der Hand. Plastik ist unglaublich kostengünstig in der Herstellung, es ist besonders vielfältig, leicht, widerstandsfähig und kann in jede beliebige Farbe und Form gebracht werden. 

Das hört sich erst einmal gut an, aber wer weiß schon was wirklich im Plastik steckt? Ich habe mich das nie gefragt, bis ich mich mit diesem Thema beschäftigt habe. Ein gewisses Grundwissen ist durchaus hilfreich, um die Problematik rund ums Thema besser verstehen und einschätzen zu können. Im nächsten Abschnitt liegt das Augenmerk auf den herkömmlichen Kunststoffen. Biokunststoff habe ich unter “Bioplastik unter der Lupe” etwas ausführlicher beschrieben. 

Unser Kunststoff heute

Was muss man also über die Kunststoffe wissen, die uns im täglichen Leben umgeben? Vielleicht erst einmal etwas zur Begrifflichkeit. Plastik bzw. Kunststoffe bezeichnet man auch als Polymere. Polymer bedeutet vielteilig (griech. poly „viele“/meros „Teil“). Polymere bestehen nämlich aus vielen einteiligen Molekülbausteinen, den Monomeren (griech. mono „ein, einzel“/meros „Teil“). Also sind Kunststoffe organische Festkörper, die aus mehreren Monomeren künstlich zusammengesetzt sind. Du kannst es dir wie ein Puzzle vorstellen, das aus mehreren Teilen besteht.

Welche Eigenschaften ein Kunststoff letztendlich besitzt, hängt von der Kettenlänge der Polymere und deren Verzweigung ab und davon, welche Substanzen hinzugefügt werden. Aufgrund der Eigenschaften wird Kunststoff in folgende drei Kategorien unterteilt:

  1. Thermoplaste auch Plastomere genannt: Sie lassen sich in einem bestimmten Temperaturbereich verformen. Das erste Thermoplast war, wie oben schon beschrieben, das Zelluloid. Danach wurden u.a. Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen (PP) entwickelt. Thermoplaste werden zur Herstellung von Verpackungen (Joghurtbecher, Tüten, Getränkeflaschen), Verpackungsschaumstoff und Textilfasern verwendet.
  2. Duroplaste: Hier sind die Monomere sehr engmaschig dreidimensional zusammengesetzt, was den Kunststoff sehr hart, stabil und hitzebeständig macht. Da sie allerdings sehr spröde sind, können die Kunststoffe bei Krafteinwirkung zerbrechen. Sie lassen sich nicht schmelzen, verformen oder in Lösungsmittel auflösen. In der Regel sind Duroplaste sehr leicht, daher finden sie u.a. Verwendung in Luft- und Raumfahrt sowie in der Autoindustrie. Aufgrund der Hitzebeständigkeit werden die Gehäuse von Küchengeräten und Computern aus Duroplast hergestellt.
  3. Elastomere auch Elastoplasten genannt: Wie man schon hört handelt es sich hier um elastische Kunststoffe. Du kennst sie als Gummi, Silikon- oder Naturkautschuk. Die Elastizität kommt durch die weitmaschige dreidimensionale Zusammensetzung der Monomere zustande. Aus Elastomeren werden z.B. Gummibänder, Reifen, Reinigungsschwämme oder Luftballons hergestellt. Elastomere lassen sich wie die Duroplasten nicht schmelzen oder in Lösemitteln auflösen. Bei Kälte werden sie spröde und fangen an zu zerbröseln.

Es gibt natürliches, synthetisches oder halbsynthetisches Plastik. Stößt man bei Kunststoffen auf die Bezeichnung „organisch“, liegt es daran, dass Kunststoffe zu einem großen Teil aus Kohlenstoff bestehen, also auf Erdöl und manchmal auch auf Kohle oder Erdgas basieren. Diese fossilen Rohstoffe müssen chemisch behandelt werden damit daraus Plastik wird. Je nach Kunststoffart kommen dann noch verschiedene Zusatzstoffe hinzu, sogenannte Additive, wie Weichmacher, Stabilisatoren, Farbmittel und Füllstoffe. Hier nun etwas zu den einzelnen Begriffen:

Natürlicher Kunststoff, also Biopolymere werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und basieren häufig auf z.B. Cellulose oder Stärke. Bioplastik ist aber nicht gleich Bioplastik. Es gibt verschiedene Arten, die alle ihre Eigenheiten mitbringen. Näheres erfährst du hier.

Halbsynthetischer Kunststoff entsteht durch die Umwandlung natürlicher Polymere. Natürliche Polymere, sind Polymere, die von Pflanzen oder Tieren erzeugt werden, wie etwa Stärke, Cellulose oder Naturkautschuk. Halbsynthetischer Kunststoff steckt beispielsweise in Kunstseide und Viskose.

Vollsynthetische Kunststoffe sind Polyesterarten wie Polycarbonat (PC) und Polyethylenterephthalat (PET), Polystyrol (PS) auch als Styropor bekannt, Polyvinylchlorid (PVC), Polytetrafluorethylen (PTFE) auch bekannt als Teflon, Polymethylmethacrylat (PMMA) auch bekannt als Plexiglas, verschiedene Polyamide wie z.B. Perlon und Nylon, Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP).

Zusatzstoffe

Weichmacher sorgen dafür, dass sich Plastik besser formen und verarbeiten lässt. Der bislang am häufigsten verwendete Weichmacher Diethylhexylphthalat (DEHP) wurde aufgrund seiner umwelt- und gesundheitsschädlichen Wirkung weitgehend aus dem Verkehr gezogen. Die Betonung liegt auf weitgehend. Das ebenfalls schädliche Bisphenol A (BPA) dient als Antioxidans in Weichmachern.

Stabilisatoren erhöhen die Lebensdauer, da sie Kunststoffe vor schädigenden Einflüssen (UV-Strahlung, Feuer, Wärme, Kälte, Oxidation) schützen. Darunter fallen also Licht- und Flammschutzmittel sowie Antioxidantien. Vorsicht ist geboten bei schwermetallhaltige UV-Stabilisatoren.

Farbmittel, also Farbstoffe und Pigmente, machen das Plastik farbig. Generell sind Kunststoffe in ihrer Urform farblos. Die meisten Kunststoffe werden mit Pigmenten gefärbt, da sie lichtechter und in der Regel auch kostengünstiger sind als Farbstoffe. Farbstoffe werden überwiegend in der Textilherstellung eingesetzt. Schwermetalle wie Quecksilber sind in modernen Farbstoffen nicht mehr zulässig, dennoch können sie in Produkten aus dem Ausland weiterhin enthalten sein.

Füllstoffe dienen dazu Kunststoffe zu strecken, wodurch die Herstellungskosten billiger werden. Gängige Füllstoffe sind u. a. Quarz, Zinkoxid, Sand, Stärke, Ruß, Graphit oder Glasfasern.