5 Min. Lesezeit „Plastic perfect“ – wünsch dir was

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„Plastic perfect“ – wünsch dir was Technologie | | 26.06.2017 5 Min. Lesezeit

Wir leben im Plastikzeitalter, auf dem „Plastic Planet“. Kunststoffe prägen die Dinge unserer Zeit, unsere Produktwelt ist ohne Kunststoffe kaum vorstellbar.
Es scheint so, als würden wir Menschen Kunststoff lieben, denn überall verwenden wir Plastik. Nebenwirkungen gibt es dabei allerdings auch, und genau wie bei Medikamenten sollte man sich bemühen, diese zu minimieren.

Kunststoff, der aus dem Kreislauf der Verwendung und des Recyclings oder der geordneten Entsorgung herausfällt, kann in der Natur schädlich sein. Wie auch in anderen Bereichen tragen die negativen Folgen oft nicht die Verursacher…

Plastikmüll fängt sich in irgendwelchen Ecken oder landet in Gewässern. Alles Wasser fließt ins Meer, Kunststoffe konzentrieren sich dann zum Beispiel im pazifischen Müllstrudel (https://de.wikipedia.org/wiki/Plastikm%C3%BCll_in_den_Ozeanen).

Die direkt sichtbare Spitze des Eisberges sind die unschönen Bilder von vermüllten Küsten und von Tieren, die sich in größeren Kunststoffteilen wie verlorenen Netzen oder Schnüren verfangen und dadurch verenden.

Kunststoffpartikel und -fragmente werden von Tieren mit Nahrung verwechselt, was bei zunehmender Menge dieser Partikel die Population betroffener Arten gefährden kann. Zum einen, weil natürlich Kunststoffe nicht verdaut werden und die Nahrungsaufnahme blockieren können. Zum anderen, weniger sichtbar aber nicht minder unschön, konzentrieren sich Schadstoffe an einigen Kunststoffarten auf:

Hydrophobe Kunststoffe (in der Regel Polyolefine), aus denen üblicherweise Schraubverschlüsse hergestellt werden, konzentrieren im Wasser persistente (also kaum abbaubare), fettlösliche Schadstoffe an ihrer Oberfläche auf (zum Beispiel die des „dreckigen Dutzend“(https://de.wikipedia.org/wiki/Dreckiges_Dutzend). Das heißt, diese Gifte werden aus dem umgebenden Meerwasser adsorbiert und machen den Kunststoffpartikel zu einem „Giftträger“. In der Nahrungskette, an deren Ende nicht selten wir Menschen stehen, sammeln sich dann diese Schadstoffe in immer höherer Konzentration an.
All das sind Auswirkungen, die im Extremfall Ökosysteme aus dem Gleichgewicht bringen und zerstören können.

„Lost and Littered“, also verloren oder weggeworfen, das ist natürlich auch ein Verhaltensproblem.

Mehr Aufklärung und Achtsamkeit im Umgang mit Kunststoffen ist sicherlich notwendig: Möglichst viel Material muss in geschlossenen technischen Kreisläufen wiederverwertet werden (die PET-Bottle-Recycling-Rate war in Europa immerhin bei 57% im Jahr 2014 (www.petcore-europe.org). Aus dem PET können neue Flaschen hergestellt werden. Deckel und Etiketten sind gut abtrennbar und insbesondere die Schraubkappen sind ein gefragtes Sekundärmaterial. Es ist aber illusorisch zu glauben, dass mit guten Recyclingsystemen das „Verlieren“ von Kunststoffen gänzlich zu vermeiden ist, also kein Kunststoff mehr in die Umwelt gerät. Deshalb ist auch die Industrie in der Pflicht, nach besseren Lösungen zu suchen. Das Ganze als reines Verhaltensproblem zu deklarieren und auf den Konsumenten zu schieben, trägt nicht zur Lösung bei. Um das zu verdeutlichen eine Parallele aus einem anderen Bereich: Auch, wenn Verkehrsunfälle meistens aus dem Fehler des Autofahrers entstehen, ist es dennoch die Aufgabe der Entwickler und Autobauer, sich um gute Bremsen und Sicherheitssysteme zu kümmern.

Was kann man tun, um die Situation zu verbessern? Kann man vielleicht am verwendeten Material selbst etwas verändern? Oder anders gefragt, wie sollte der perfekte Kunststoff aussehen?

Der „perfekte Kunststoff“ sollte natürlich alle technischen Eigenschaften mitbringen, die er für die Erfüllung seines Zweckes und seiner Aufgabe benötigt – zum Beispiel als Bauteil in einem Gerät oder als produktschützende Verpackung.

Ich arbeite in der Maschinenbaubranche, Kunststoffflaschen für Getränke gehören zu meinem Fachgebiet, und genau deshalb stelle ich mir hier jetzt meine zwei Wunschkunststoffe für diese Anwendung zusammen: einen harten, festen Kunststoff für die Flasche (aktuell in der Regel PET) und einen weicheren für die Schraubkappe (aktuell i. d. R. HDPE). Hart auf hart dichtet schlecht, deshalb wird es mit nur einem Kunststoff nicht gehen.

  • Zuallererst muss das verwendete Verpackungsmaterial natürlich sicher und lebensmittelecht
  • Langfristig gesehen wird der Menschheit das Erdöl ausgehen, deshalb sollte mein Wunschkunststoff biobasiert herstellbar sein – es gibt hier bereits gute Ansätze für biobasiertes PE (Schraubkappen) und teilweise biobasiertes PET (siehe z. CC „Plantbottle“, http://www.coca-colacompany.com/plantbottle-technology).
  • Das Material muss eine gute Verarbeitbarkeit mitbringen, damit die Verpackung kostengünstig und mit wenig Energieeinsatz herstellbar ist.
  • Es sollte angemessene Festigkeitswerte mitbringen, so dass eine sichere Produktverpackung daraus hergestellt werden kann. Reißende oder platzende Flaschen werden wohl vom Verbraucher nicht akzeptiert.
  • Damit sich das Produkt nach dem Abfüllen nicht zu stark verändert, sollte auch die „Gasbarriere“ groß genug sein. Damit die Kohlensäure (bei Softdrinks) nicht entweicht und der produktoxidierende Sauerstoff (bei Säften) draußen bleibt.
  • Bei Getränkeverpackungen ist die „Wasserbarriere“ natürlich ein wichtiges Thema. Es gibt Kunststoffe, die hier etwas durchlässiger sind und es ist natürlich ein Problem, wenn von dem abgefüllten Getränk nach kurzer Zeit ein Teil des Abfüllgewichts fehlt.
  • Unbedingt muss das Material recyclingfähig sein, denn ich glaube kaum, dass wir uns in Zukunft noch „Wegwerfpolymere“ für Massenanwendungen leisten können.
  • Das bedingt die Notwendigkeit einer gewissen chemischen Stabilität und Temperaturfestigkeit. Eine „Mehrfachverarbeitung“ muss möglich sein. Das bedeutet, dass wiederholtes Aufschmelzen den Kunststoff nicht zerstören darf und die „Endreinigung“ für erneuten Lebensmittelkontakt möglich sein muss (Rezyklat wird thermisch dekontaminiert, wenn es wieder für Lebensmittelverpackungen verwendet werden soll).

All diese Anforderungen werden aktuell von PET und HDPE gut erfüllt.

Kommen wir noch zu dem Punkt, bei dem ich mir für die anfangs angeschnittene Problematik eine positive Veränderung vorstellen könnte: Für aktuell genutzte Kunststoffe werden Zeiträume von bis zu 1.000 Jahre geschätzt, wenn es darum geht, wie lange diese in der Umwelt bleiben. Könnte das nicht etwas weniger sein?

Ungeeignet für Getränkeverpackungen sind kompostierbare Kunststoffe – die haben sicherlich in anderen Einsatzbereichen ihre Berechtigung. Aber schnelle Kompostierbarkeit geht meist Hand in Hand mit einer schlechten Wasserbarriere. Leben braucht Wasser und schneller biologischer Abbau ist anscheinend schwierig bei wasserundurchlässigen Polymeren. Bei einer permanent nassen Anwendung wäre es schlecht, wenn der biologische Abbau schon während dieser beginnen würde.

Fragmentierung ist ein anderes Stichwort in dieser Diskussion. Es gibt Additive (also bei der Verarbeitung zugesetzte Stoffe), die z. B. bei Lichteinstrahlung dafür sorgen, dass die Kunststoffe in sehr kleine Partikel zerfallen (sie fragmentieren, sogenannte Photo-Oxo-Abbaubar-Additive). Aus den Augen, aus dem Sinn. Das ist aber problematisch, vor allem weil man aktuell nicht weiß, ob man durch die Zerlegung in sehr viele kleine Partikel nicht vielleicht noch mehr Probleme schafft als löst.

Aktuell werden etwa 280 Millionen Tonnen Kunststoff pro Jahr hergestellt und verwendet – nun gibt es diese Stoffe aber erst seit ein paar Jahrzehnten. Wieviel davon werden wir in Zukunft wirklich recyceln können und wieviel davon wird in der Umwelt landen?

Mit einer reduzierten Abbau- bzw. Halbwertszeit könnte man auf jeden Fall die Menge Kunststoff in unserer Umwelt verringern.

Wäre die Abbaudauer der Kunststoffe zum Beispiel im Durchschnitt etwa 500 statt 1.000 Jahre, so reduziert das die Müllmenge in der Umwelt ganz deutlich – nämlich auf grob die Hälfte.

Damit bin ich für dieses Mal auch schon fast fertig. Auf meinem Wunschzettel an die Materialentwicklung steht also ein Kunststoff mit ähnlichen Eigenschaften wie PET heute, aber mit einer etwas geringeren Halbwertszeit (es reichen sicherlich 100 statt 1.000 Jahre) unter „normalen“ Umgebungsbedingung (Gewässer oder Straßenrand).

Außerdem wünsche ich mir für Verschlüsse ein Material mit ähnlichen Eigenschaften wie HDPE, allerdings hydrophil und nicht hydrophob (wegen der Schadstoff-Aufkonzentration von fettlöslichen persistenten Schadstoffen) und natürlich auch hier mit geringerer Halbwertszeit.

Dabei ist klar, dass Kunststoffe, die nicht die oben genannten notwendigen technischen Eigenschaften haben, sich nicht durchsetzen werden. Neue Materialien werden sich nur etablieren, wenn sie nicht schlechter sind als die aktuellen.

Bis es so weit ist, tröste ich mich mit dem Gedanken, dass wir mit unseren derzeitigen Verpackungsmaterialien, sofern sie richtig angewendet und recycelt werden, sicherlich nicht die schlechteste Lösung haben.

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