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Kunststoff, Chemie und Klimaschutz


Dieser Artikel gibt einen Überblick darüber, wie die Chemie zur Umweltfreundlichkeit der Kunststoffindustrie beiträgt. Er dient als Begleitartikel zum Chat mit Anton de Vries am 27. November 2008.

Beim Klimaschutz ist die Wahl der Materialien von großer Bedeutung. Materialien, die zum Beispiel dazu verwendet werden um ein Auto zu erzeugen, legen fest, welches Gewicht es haben wird. Je schwerer es ist, umso mehr Treibstoff verbraucht es und umso mehr Kohlendioxid produziert es. Materialien, die Autos leichter machen, tragen deshalb zum Klimaschutz bei.

Materialien verfügen über unterschiedliche Eigenschaften, die für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden. Wenn wir verstehen, welche chemischen Eigenschaften Materialien haben, können wir auch das Klima schützen.

Ein wichtiger Aspekt bei Materialien ist die Abwägung wie viel fossile Brennstoffe sie während ihrer Nutzphase verbrauchen verglichen mit jenen, die zur Produktion nötig sind. Aus dieser Perspektive betrachtet sind Kunststoffe öko-effiziente Materialien. Sie ermöglichen eine energieeffiziente Nutzphase.

Kunststoffe werden hergestellt, indem organische Moleküle verbunden werden. Die Menge und die Struktur dieser Moleküle (auch Monomere genannt) legen die Eigenschaft des Kunststoffmaterials fest. Dadurch wird Kunststoff zu einem "Chamäleon", das für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden kann.

Um Kunststoffe weiter verarbeiten zu können, werden Zusatzstoffe, wie Glasfasern, Mineralien, Pigmente und andere Chemikalien benötigt. Es gibt viele unterschiedliche Möglichkeiten, Kunststoffe mit anderen Materialien zu verbinden. Diese Vielfalt bietet viele Vorteile, da Kunststoffe an die Bedürfnisse von Anwendungen angepasst werden können. Kunststoffe können transparent, widerstandsfähig, feuerresistent, etc. sein. Andere Materialien sind nicht so flexibel und meistens viel schwerer.

Ein wesentlicher Vorteil von Kunststoffen ist ihre Flexibilität. Sie können unzählige Male in unterschiedlichen Formen reproduziert werden.

Der Klimawandel betrifft die Menschen auf der ganzen Welt. Durch die Erzeugung von mehr erneuerbarer Energie produzieren wir weniger Treibhausgasemissionen. In diesem Bereich sind Kunststoffe unersetzlich. Viele technische Komponenten in der Energieerzeugung bestehen aus Kunststoffen. Windturbinen zum Beispiel (eine Technologie, die die kinetische Energie des Windes in mechanische Energie umwandelt) machen sich die fortschrittlichen Kunststofftechnologien zunutze, um die Möglichkeiten der Windenergie zu verbessern. Die Rotorblätter moderner Windturbinen bestehen zum Teil aus Kunststoffen. Derartige Mischstoffe sind robust, widerstandsfähig und leicht. Diese Charakteristika machen Kunststoffe zu einem idealen Material für Windturbinen und tragen zu einer einfacheren Installation, verbesserter Lebensdauer und weniger Wartungsarbeit bei.

Die Vielseitigkeit des Materials verbessert auch die Energieeffizienz: Einsparungen werden erzielt durch Kunststoff-Dämmmaterialien in Gebäuden, durch das verminderte Gewicht beim Transport und durch Kunststofffolien, die die Haltbarkeit von Lebensmitteln verbessern. Angenommen es gäbe keine Kunststoffe, dann würde sich die Masse der verwendeten Materialien um den Faktor 3.9, der Energieverbrauch um 26% und die CO2Emissionen um 56% erhöhen (GUA, 2004).

Ein weiterer wichtiger Bereich ist die Elektronikindustrie. Die stetige Verkleinerung elektronischer Geräte wäre ohne Kunststoffe nicht möglich. In den 1970er Jahren waren Computer so groß, dass sie einen ganzen Raum füllten. Dank der Kunststoffe sind unsere kleinen Laptops nun sogar leistungsfähiger als diese riesen großen Geräte.

Das Rezyklieren bestimmter Kunststoffarten trägt ebenfalls zum Klimaschutz bei. Das Rezyklieren ist schließlich ein chemischer Vorgang. Die meisten verwendeten Kunststoffe sind Thermoplaste. Nachdem sie gesammelt und sortiert wurde, können sie eingeschmolzen und zu neuen Gebrauchsgegenständen verarbeitet werden. Dadurch finden Kunststoffe während ihres Lebenszyklusses verschiedenste Einsatzformen. Ein gutes Beispiel sind die Frontplatten von Mobiltelefonen: die verschiedenfärbigen Frontplatten werden aus rezykliertem Polystyren hergestellt, das ursprünglich für Einweg-Kaffeebecher verwendet wurde. Dies ist nicht möglich bei Thermoplasten. Sie weisen eine Molekularstruktur auf, die das Material bei sehr hohen Temperaturen zerstört.

Das Verständnis für die Materialeigenschaften von Dingen des täglichen Lebens hat dazu beigetragen, dass der Energieverbrauch und die Ausbeutung natürlicher Ressourcen vermindert werden konnte: durch Reduzierung des Gewichts, durch die Verbesserung der Verbrennungseigenschaften von Automotoren (z.B. Oberflächenqualität von Ansaugrohren) oder indirekt durch die Platzierung von energiesparenden Elektronikteilen nahe des Motorblocks. Kunststoffe können auch problemlos geformt werden, was dabei hilft, den Luftwiderstand zu verringern und dadurch die Aerodynamik verbessert.

Informationen

Plastic Europe
European Schoolnet