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Künstlich hergestellter Stoff

Rohstoff des Monats: Polyethylen
Künstlich hergestellter Stoff

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Kunststoff im Allgemeinen und Polyethylen im Besonderen sind omnipräsent: als Chemiebehälter, als Verpackungsfolie, als Wasserrohr und, mit abnehmender Tendenz, auch als Plastiktüte. Dieser Thermoplast ist der meistverwendete Kunststoff der Welt – und derzeit auch einer der knappsten. Was sich natürlich auf den Preis niederschlägt.

Der Markt für Polyethylen und seine Folgeprodukte ist aktuell starken Schwankungen unterworfen – auch, aber nicht nur wegen Corona. So ist die Nachfrage aus der Autoindustrie oder auch der Baubranche zuletzt überraschend schnell wieder in Schwung gekommen. Dem steht eine Reduzierung des Angebots gegenüber. So haben manche PE-Lieferanten in Erwartung einer lang anhaltenden Krise ihre Maschinen gedrosselt und/oder für umfassende Wartungsmaßnahmen stillgelegt. Dazu kommen weitere Negativfaktoren: So hat eine technische Störung Anfang Dezember 2020 zur Abschaltung aller Polyethylen-Anlagen im saudi-arabischen Al-Jubail geführt. Mitte Februar 2021 sind in Texas nach tagelangen Schneestürmen viele erdölnahe Industrieunternehmen in die Knie gegangen – darunter auch die Kunststoffherstellung. Das Wiederanfahren von Raffinerien, Petrochemie-Komplexen und den nachgelagerten Polymer-Produktionslinien gestaltet sich derzeit schwierig. Der Branchendienst „KI – Kunststoff Information“ erwartet eine erneute Belieferung auch europäischer Kunden „wohl kaum vor April“.

In der Folge ist Polyethylen aktuell so teuer wie seit sechs Jahren nicht mehr. Der Preisanstieg für LDPE und HDPE betrug laut dem Fachinformationsdienstleister „KI – Kunststoff Information“ allein zwischen KW 2 und KW 6 dieses Jahres 15 bzw. 18 Prozent. Der Informationsdienst erwartet keine Entlastung in den nächsten Wochen. Und er warnt: „Auch hier dürfte das dicke Ende noch bevorstehen: Die Effekte von ungeplanten Anlageausfällen in Belgien, Frankreich, Großbritannien und Spanien werden noch zum Tragen kommen.“ Was wiederum zu Hamsterkäufen führt – sofern Polyethylen überhaupt zu haben ist.

Doch was meinen wir eigentlich, wenn wir von Polyethylen reden? Hier zum Verständnis des Markts ein paar grundlegende Hintergrundinformationen:

Wer Plastik sagt, meint meistens Polyethylen: PE macht 30 Prozent aller verarbeiteten Kunststoffe aus. Laut dem Gesamtverband Kunststoffverarbeitende Industrie e. V. (GKV) wurden in Deutschland im Jahr 2020 insgesamt 14,2 Mio. Tonnen Kunststoffe verarbeitet, das entspricht einem Rückgang von 2,8 Prozent. Die Anzahl der Beschäftigten ist um 4,1 Prozent auf 322.000 gesunken. Laut einer aktuellen GKV-Umfrage rechnet die Hälfte der Branchenunternehmen im Jahr 2021 wieder mit steigenden Umsätzen, jedoch mit sinkenden Gewinnen.

Für Tanks und Tüten

Polyethylen besitzt gute elektrische Isoliereigenschaften und eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber Säuren, Basen, Ölen und Fetten, deshalb werden daraus auch Kraftstoffbehälter gefertigt. Da PE aber eine hohe Gasdurchlässigkeit aufweist, werden Tanks zusätzlich oft mit Barrierefolien oder einer Plasmabeschichtung ausgerüstet. PE ist brennbar und nicht witterungsbeständig, was häufig den Einsatz von Additiven wie Flammschutzmittel und UV-Absorber erfordert. Durch Sonneneinstrahlung kann PE verspröden, gegebenenfalls wird Ruß als UV-Stabilisator zugesetzt.

Hergestellt wird der „künstliche Stoff“ meist aus der gasförmigen Kohlenwasserstoffverbindung Ethylen. Da fossile Rohstoffe aber immer kontroverser diskutiert werden, verwendet die Industrie zunehmend Ersatzlösungen – unter anderem Bio-Ethanol aus Zuckerrohr. Unter Dehydrierung entsteht aus diesem Ethanol dann Bio-Kunststoff und damit ein nachhaltiges Ausgangsmaterial, beispielsweise für grüne Legobausteine. Das dänische Spielzeugunternehmen ist ein Paradebeispiel für das Ringen um Nachhaltigkeit: Bis 2025 wollen die Dänen ausschließlich mit recyceltem Material arbeiten, bis 2030 eine ökologisch neutrale Bilanz aufweisen.

Druck macht den Unterschied

Industriell hergestellt wird Polyethylen seit 1957 in unterschiedlichen Verfahren. Im Hochdruckverfahren entsteht Weich-Polyethylen (Low-Density-Polyethylen/LDPE), im Niederdruckverfahren Hart-Polyethylen (High-Density-Polyethylen/HDPE) sowie ultrahochmolekulares Polyethylen (PE-UHMW). Zur Weiterverarbeitung wird Polyethylen verflüssigt, durch Siebe gedrückt und nach dem Erstarren in kleine Körner geschnitten – fertig ist das Granulat für die Weiterverarbeitung.

Weich-Polyethylen wird vor allem für die Folienproduktion eingesetzt. Das wichtigste Anwendungsgebiet für Hart-Polyethylen sind im Blasformverfahren hergestellte Hohlkörper – vom Treibstofftank bis hin zum großvolumigen IBC-Behälter. Dazu kommen Fasern und Folien aus Extrusions- und Vakuumverfahren – zum Beispiel in Form hochbelastbarer Folien für den Wasser- und Deponiebau sowie als Geogitter für den Deponie- und Straßenbau.

PE-UHMW ist noch härter und zäher und kann nicht mehr thermoplastisch verarbeitet werden. Es wird beispielsweise für Maschinenbauelemente wie Förderschnecken, Gleitelemente, Rollen, Zahnräder, Gleitbuchsen, Walzen verwendet. Dazu kommen Prothesen-Oberflächen, da PE-UHMW einen besonders leichten Lauf und wenig Abrieb bietet.

Von der Kette zum Netz

Vernetztes Polyethylen wird als PE-X bezeichnet und dient als Isolierstoff für Hochspannungskabel wie auch für Gas- und Trinkwasserrohre. Durch seine hohe Kratzfestigkeit eignen sich PE-X-Rohre für grabenlose Verlegeverfahren wie das Spülbohrverfahren oder die Auslegung mithilfe eines Pfluges. Allerdings besitzt PE-X im Gegensatz zu den anderen Polyethylen-Produkten eingeschränkte Schweißeigenschaften.

Meer Recycling

Polyethylen lässt sich theoretisch einfacher recyceln als andere Plastiksorten. Reine PE-Verbindungen können zu umweltneutralem Kohlendioxid und Wasser verbrannt oder als Recyclat wiederverwendet werden. Chemisch kann Polyethylen allerdings nur sortenrein wieder aufbereitet werden, getrennt nach LDPE und HDPE und frei von Beimengungen wie Farbe und Weichmacher – ein bislang für viele recycelbare Kunststoffe nicht wirklich gelöstes Problem.

Wenn PE nicht recycelt, sondern einfach nur weggeworfen wird, kann es zum Problem werden. Das Material verrottet nur langsam und wird trotzdem oder gerade deshalb vielerorts einfach in den nächsten Fluss geworfen. 90 Prozent aller in den Weltmeeren treibenden Plastikabfällen stammen aus zehn asiatischen und afrikanischen Flüssen, allen voran aus dem Jangtse. Der chinesische Fluss transportiert pro Jahr rund 333.000 Tonnen Plastik Richtung Küste. Die Gesamtmenge des im Meer angesammelten Mülls wird inzwischen auf mehrere 100 Mio. Tonnen geschätzt. Ein Verzicht auf Strohhalme und Plastiktüten in Europa hilft da nur wenig, zielführender wäre ein verändertes Umweltbewusstsein in der Dritten Welt.

Michael Grupp, Journalist, Stuttgart


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