Polyolefin Agglomerat — die wich­tigs­te Kunststoffgruppe auf dem Markt

Das Polymer Polyolefin deckt knapp die Hälfte des jähr­li­chen Kunststoffverbrauchs in Europa ab. Zu den Haupteigenschaften des Polyolefins ge­hö­ren sei­ne elek­tri­sche Isolierfähigkeit und sei­ne ho­he Chemikalienbeständigkeit. Der welt­weit am meis­ten pro­du­zier­te Kunststoff wird in al­len er­denk­li­chen Massenanwendungen eingesetzt.

Herstellung und che­mi­sche Eigenschaften

Das Polyolefin ist ein teil­kris­tal­li­ner ge­sät­tig­ter Kohlenwasserstoff, wel­cher un­ter an­de­rem aus den Rohstoffen Ethen, Propen und C4-Olefinen her­ge­stellt wird. Die Rohstoffe wer­den meist aus Abfällen der Erdöl-Raffination ge­nom­men, und es wer­den kei­ne zu­sätz­li­chen Lösungsmittel oder Weichmacher hin­zu­ge­setzt. Die Hauptkette des Polyolefins be­steht aus­schließ­lich aus Kohlenstoffatomen. Es ist ein un­po­la­res Polymer mit ge­rin­ger Oberflächenenergie. Bevor Polyolefin ver­klebt, be­druckt oder be­schich­tet wer­den kann, muss es ak­ti­viert wer­den. Polyolefin weist ei­ne ho­he Beständigkeit ge­gen­über Säuren, Ölen, Basen und Fetten auf. Wegen sei­ner ge­rin­gen Dichte hat Polyolefin ei­nen re­la­tiv nied­ri­gen Kristallisationsgrad. Die Polymerisation von Propen und Ethen er­for­dert ho­he Temperaturen so­wie den Einsatz von Titan-/Aluminiumkatalysatoren.

Einsatzbereiche

Das wi­der­stands­fä­hi­ge und zu­gleich fle­xi­ble Polyolefin wird haupt­säch­lich im Verpackungsbereich ein­ge­setzt. Der güns­ti­ge Kunststoff lässt sich gut in sei­ne Rohstoffe tren­nen und kann mit ho­hem Brennwert en­er­ge­tisch re­cy­celt wer­den. Es han­delt sich da­her um ei­nen ver­hält­nis­mä­ßig um­welt­ver­träg­li­chen Kunststoff. Trotz der ho­hen Temperaturen, die bei der Synthese von Polyolefin not­wen­dig sind, ist der ge­sam­te Energieaufwand für die Herstellung ge­ring im Vergleich zu an­de­ren Kunststoffen (PVC oder Polyurethan). Das Herstellungsverfahren ist au­ßer­dem deut­lich ri­si­ko­är­mer. Des Weiteren wer­den Bauprodukte wie Rohre, Bodenbeläge und Dichtungen aus Polyolefinen her­ge­stellt. PVC-freie Bodenbeläge (bei­spiels­wei­se Laminat oder Linoleum) wer­den auf­grund der Robustheit und Abriebfestigkeit des Kunststoffs größ­ten­teils aus Polyolefin her­ge­stellt. Zu der lan­gen Liste der Anwendungsbereiche des Kunststoffs ge­hö­ren au­ßer­dem Füllstoffe, Klebstoffe, Spachtelmassen, Estriche und Dichtungsbahnen.

Bei der Herstellung von Formteilen im Spritzgussverfahren grei­fen Hersteller auf Polyolefine mit ho­her Molmasse zu­rück. Polyolefine kön­nen Dauergebrauchstemperaturen von 150°C haben.

Wichtige Polyolefine: Polyethylen

Die wich­tigs­ten Endprodukte der Polymerisation sind das Polymethylpenten, das Polypropylen und das Polyethylen. Letzteres stellt mit ei­nem Marktanteil von 30% den am meist ver­wen­de­ten Kunststoff dar. Der Thermoplast kann in vier Haupttypen ge­glie­dert werden:

- Low-Density Polyethylen (LDPE / PE-LD)
— Linear-low-density Polyethylen (LLDPE / PE-LLD)
— Medium-density Polyethylen (MDPE / PE-MD)
— High-density Polyethylen (HDPE / PE-HD)

Folien, Beschichtungen und Verpackungen wer­den oft aus Low-Density Polyethylen her­ge­stellt. Aus dem Linear-low-density Polyethylen wer­den fes­te­re Verpackungen und Behälter ge­macht. Bei der Produktion von ro­bus­te­rem Material wie Spielzeug, Rohren, Benzintanks und Haushaltswaren kommt das High-density Polyethylen in Einsatz. Die Schmelztemperatur des PE-HD liegt hö­her als al­le an­de­ren Polyethylentypen und hat da­her ei­ne hö­he­re Schmelztemperatur. Das fle­xi­ble­re PE-LD ist be­son­ders licht­durch­läs­sig — Frischhaltefolien wer­den ty­pi­scher­wei­se aus PE-LD her­ge­stellt. PE-HD ist koh­len­was­ser­stoff­be­stän­dig und wird da­her für Kraftstoffbehälter ein­ge­setzt. Dabei wer­den die Behälterwände oft mit Plasmabeschichtungen oder Barrierefolien be­schich­tet, um der ho­hen Permeation des Polyethylens entgegenzuwirken.

Halbzeuge und Chlorierung

Findet das Polyolefin in al­len er­denk­li­chen Massenanwendungen Einsatz, so wird es nur sel­ten als tech­ni­scher Kunststoff ge­braucht. Die durch Extrusion und Pressung er­hal­te­nen Halbzeuge be­sit­zen bes­se­re me­cha­ni­sche Eigenschaften und kön­nen so­mit als tech­ni­sche Kunststoffe ein­ge­setzt wer­den. Halbzeuge, die aus Ultra-Hochmolekularem Polyethylen ge­won­nen wer­den, fin­den auf­grund ih­rer Feuerfestigkeit und an­ti­sta­ti­schen Eigenschaften vie­ler­orts in der Industrie Anwendung. Grundsätzlich je­doch ist das Polyolefin wei­cher und fle­xi­bler als an­de­re Thermoplasten. Der Vorteil des Polyolefins liegt in sei­ner Dehnbarkeit und ho­hen Kälteschlagfestigkeit so­wie auch in sei­nem gu­ten Gleitreibverhalten. Wenngleich Polyolefin sich un­ter an­de­rem durch sei­ne ho­he Chemikalienbeständigkeit aus­zeich­net, so grei­fen star­ke Oxidationsmittel (Halogene und star­ke an­or­ga­ni­sche Säuren) den Kunststoff an. Aufgrund sei­ner ge­rin­gen Witterungsbeständigkeit und Flammbarkeit kom­men Additive zum Einsatz. Dies kann durch Chlorierung ge­sche­hen, wo­durch das Polyolefin wit­te­rungs­be­stän­di­ger und schlag­zä­her wird. Nach Chlorsulfonierung kann das nun­mehr kau­tschuk­ar­ti­ge Polyethylen in der Herstellung von ozon­be­stän­di­gem Kautschuk ein­ge­setzt wer­den. Chlorsulfoniertes Polyethylen wird in Schlauchbote, Schlauchdecken und Dachfolien ver­ar­bei­tet. Die ho­he elek­tri­sche Isolatoreigenschaft des Polyolefins kommt in Kabelisolationen zum Einsatz.