Woher kommt der Kunststoff?

Wichtig ist, dass zunächst zwischen synthetischen und natürlichen Kunststoffen unterschieden werden muss. Synthetische Kunststoffe werden aus Erdöl oder aus Erdgas gewonnen, natürliche Kunststoffe aus biologischen Materialien. Diese werden dann auch bio-basierte Kusntstoffe genannt.

Kunststoff aus Erdöl

Erdöl besteht vorwiegend aus unterschiedlich großen Kohlenwasserstoffverbindungen, also Verbindungen der zwei chemischen Elemente Kohlenstoff und Wasserstoff, die Du auf deinem Periodensystem sicher schon entdeckt hast. Diese Verbindungen gehen bei unterschiedlichen Temperaturen vom Gas- in den flüssigen Zustand über. Man spricht von unterschiedlichen Siedepunkten. (Wasser hat seinen Siedepunkt bei 100 Grad Celsius, das heißt, bei 100 Grad wird Wasser zu heißem Dampf. Deshalb dampft es hin und wieder kurz aus dem Wasserkocher.) Durch Erhitzen und anschließendem gestuften Abkühlen können also verschiedene Bestandteile des Ausgangsstoffes auch voneinander getrennt werden.

Um Kunststoff aus Erdöl zu gewinnen, wird dieses zunächst auf circa 400 Grad erhitzt, sodass es sich in Dampf umwandelt, der in die so genannte Kolonne (in einen hohen Turm) geleitet wird. Darin fällt die Temperatur wieder, wodurch bereits der schwerste Bestandteil vom restlichen Dampf getrennt wird. Leichtere Bestandteile kondensieren (verflüssigen) sich später. Heizöl und Diesel verflüssigen sich bei 360 Grad. Bei circa 200 Grad werden die Ausgangsstoffe für Petroleum und Kerosin gewonnen. Übrig bleiben das Leichtbenzin und Gase, aus denen schließlich der Kunststoff gewonnen wird. So gesehen sind die Ausgangsstoffe des Kunststoffs eigentlich ein Abfallprodukt bei der Herstellung von Heizöl und Kraftstoffen. Zuvor müssen die Stoffe allerdings noch gecrackt werden. Das heißt, die langen Kohlenwasserstoffketten werden durch extreme Hitze in kürzere Kohlenwasserstoffketten zerbrochen. Diese kurzen Moleküle werden mit verschiedenen Verfahren zu den Ausgangsstoffen der Kunststoffe zusammengesetzt. Diese Ausgangsstoffe verarbeiten schließlich Compoundeure zu Granulaten, die in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt werden.

Hier kannst Du Dir ein Youtube-Video zur Kunststoffherstellung aus Rohöl ansehen.

Oft wird von der Kunststoffindustrie gefordert, nachhaltig(er) zu arbeiten und andere Rohstoffe zu verwenden. Bei dieser Forderung sollte man zumindest im Hinterkopf wissen, dass weltweit nur 4% des Erdöls für die Gewinnung von Kunststoffen eingesetzt wird. Fast 90% des Erdöls werden nach wie vor für den Transport, sowie für Energieerzeugung und Heizen verbraucht.

Erdoelverbrauch der Kunststoffindustrie, Grafik

Quelle der Zahlen: Arbeitsgemeinschaft Deutsche Kunststoff-Industrie (Hrsg.): Kunststoffe Werkstoffe unserer Zeit, Druck- und Verlagshaus Zarbock GmbH & Co. KG, Frankfurt am Main, 11. aktual. Auflage, 2008.

Bio-Kunststoffe

Als Bio-Kunststoffe werden die Kunststoffe bezeichnet, die vollständig und zügig biologisch abbaubar sind oder aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden. Idealerweise treffen beide Eigenschaften zu.

Aktuell arbeitet die Forschung intensiv daran, biologisch abbaubare Kunststoffe zu entwickeln, um die Kunststoffproduktion nachhaltiger und umweltverträglicher zu machen. So gibt es beispielsweise bereits ein biobasiertes PET. (Du kennst sicher die PET-Flasche). Alt hergebrachte Grundstoffe sind Celluloseacetat, Naturkautschuk und Kasein, die in eher seltenen Fällen noch zur Kunststofferzeugung verwendet werden.

Noch ist die technische Bedeutung der biologischen Kunststoffe sehr gering und liegt bei unter einem Prozent Anteil am Gesamtmarkt für Kunststoffe. Das könnte sich aber in den kommenden Jahren ändern.

Mit einem Studium in der Kunststoffbranche kannst Du Deinen Teil zur Nachhaltigkeitsentwicklung beisteuern.

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