Kunststoffe

1
Kunststoffe Werkstoffe des 21. Jahrhunderts

• Dr. Rüdiger Baunemann

2
Werkstoffe und Kultur
3
Das Netzwerk von PlasticsEurope
4
World Plastics Production 1950 2005Average
Annual Growth Rate Over 55 Years Period 9.9
m tons

• Plastics are a global success story
• 1949 Global production exceeded 1 m
  tons
• 1976 gt 50 m t
• 1989 gt 100 m t
• 2002 gt 200 m t
• 2005 230 m t

2002 200 m t
World
1989 100 m t
W-Europe
1976 50 m t
1950 1.3 m t
Note Based on preliminary estimates by European
Market Research Statistics Working Group.
Includes thermoplastics, thermosets, adhesives,
coatings and dispersions. Fibers are not included.
Source PlasticsEurope, WG Market Research
Statistics
5
Pro Kopf Verbrauch von Kunststoffen

124
5.5
26
101
19
7.0
130
2
109
32
21
Asia
40
8,5
3.5
2.5
Eastern Europe
100
Western Europe
87
3.0
4.0
North America
50
26
20
3.5
7.5
13
10
Latin America
Japan
3
Africa, Middle East
4.0
1980
Total World
2004
2010
Note Without adhesives, coatings, dispersions
etc.
Source PlasticsEurope, WG Market Research
Statistics
6
Kunststoffproduktion Welt
nach Regionen und Ländern 2005

• Welt-
• Kunststoffproduktion
• 2005 230 Mio. Tonnen
• Europa Anteil
• Gesamt 29,5
• West Europa 23,5
• Erster Asien
• Zweiter Nord Amerika
• Deutschland
• No. 3 der Welt
• No. 1 in Europa

Ost Europa 6,0
Japan 6,5
Afrika, Middle East 5,5
Nord Amerika 24,5
Asien (ohne Japan) 29,5
Sonst. Welt 4,5
Deutschland 8,0
Frankreich 3,0
Italien 2,0
Sonst. WE 2,5
Spanien 1,5
UK 1,5
Benelux 5,0
Quelle PEMRG, PED AA-Mafo
7
Die Kunststoffindustrie
Kunststoffverarbeiter
Kunststoff -Additivhersteller
Kunststoff
-
Maschinenbau
8
Volkswirtschaftliche Bedeutungder
Kunststoff-Industrie in Deutschland 2005

• Kunststoff-Industrie
• hält 6,7 Anteil an der
• Industrieproduktion

Elektrotechnik, Elektronik Feinmechanik, Optik
11,8
(Industrieproduktion 2005 1.108 Mrd. Euro)
Chemie 8,3
Straßen- fahrzeuge 22,2
Keramik, Glas 2,4
Holz,Papier, Pappe, Druckerz. 7,5
Textil, Bekleidung 1,3
Nahrungs- und Genussmittel 10,5
Sonstige 0,2
Maschinenbau, Metallbau 19,7
Kunststoff- Industrie 6,7
Bergbau, Mineralöl, Steine/Erden, Eisen u.
Stahl, NE-Metalle 6,8
) ohne Kunststoff-Anteile
Möbel, Sport, Spielwaren 2,2
9
Kunststoffverbrauch nach Anwendungsgebieten in
Deutschland 2005

• Verbrauch 2005
• 12 Mio. Tonnen
• Rangfolge
• Nr. 1 Verpackung
• Nr. 2 Bau

Baubereich
25
Verpackung
33
Elektro/Elektronik
7
8
Automobil
26
Sonstige
Quelle Consultic 2006
10
Wesentliche Einsatzgebiete für Kunststoffe in
Deutschland in 2005 in kt
Verpackung(3.700 kt)
Bau(2.820 kt)
Fahrzeug-industrie(1.000 kt)
Elektro/Elektronik(800 kt)
Sonstiges(2.880 kt)
Sonst.Thermo-plaste
Sonstige Kunststoffe
PE-LD/ LLD
PE-HD/MD
PP
PS
EPS
PVC
ABS, ASA,SAN
PMMA
PA
PET
PUR
Quelle Consultic, PlasticsEurope Deutschland
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Anforderungen an Kunststoffe

• Mechanische Eigenschaften
• Flexibilität
• Steifigkeit
• Schlagzähigkeit
• Kratzfestigkeit

• Leitfähigkeit
• elektrischer Isolator
• thermischer Isolator
• ...
• elektrischer Leiter

• Andere Eigenschaften
• Korrosionsbeständigkeit
• Transparenz
• ...
• Wiederverwertbarkeit

• Ausrüstung
• Füllstoffe
• Farbe Pigmente
• Verstärkung
• Treibmittel Schäume

• Verarbeitung
• niedrige Temperatur
• wenig Energie
• geringe Kosten
• SpritzgussExtrusion
• ...

• Dichte
• Leichtbau
• Beschleunigung
• ...

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Evolution der Kunststoffentwicklung
Prognose 1975 für 2000
Realität 2000
Realität 1975
ltlt 1
14
LCP
PEEK
30
PPS PAR PES
High performance plastics ltlt 1
85
Engineering plastics 14
PC PET PBT PA PC/ABS POM
45
PPO/PS ABS PMMA
Standard plastics 86
25
HDPE LDPE/LLDPE PP PS PVC

Source BASF
13
Evolution neuer Kunststoffe
from new monomers
from old monomers / polymers
COC VLLDPE synd. PS synd. PP PBT/LCP PC/ASA PP/PA
PP/EPDM/ HDPE PVC/CPE PA/PPO/PS PA/HDPE SMA/ABS PO
M/PUR PBT/EPDM
PPS POM PAR PTFE EPM EDPM isot.
PP HDPE ABS PAN EPOXY PBT Silikon
PEO PUR PIB PET PA SBR LDPE PMMA BR PS PVS
PO/ABC PC/PBT PET/EPDM PA/EPDM PP/EPDM PVC/ABS PVC
/EVA PS/PPO GFK
PEEK PES PI PEI
SAN/NBR PS/BR PVC/NBR
LCP
1920
1940
1960
1980
2000
1920
1940
1960
1980
2000
Source BASF
14
Eigenschaftsdesign durch Additive
European Sales (2001) ( million)
Plasticisers 1,100
Flame Retardants 560
Heat Stabilisers 475
Antioxidants 365
Impact Modifiers 360
Organic Peroxides 255
Lubricants / Mold Release Agents 165
UV Stabilisers 160
Coupling Agents 60
Others 220
TOTAL 3,720
Without fillers and pigments
15
Werkstoffe und Additive
16
The top issues
Chemicals in plastics are dangerous
Very high
Plastics enable innovation
Plastics conserve resources
Lack of knowledge about plastics
Indoor air
Plastic waste is a resource
Acceptance of different recovery options
Waste mgmt -who pays?
Impact
Plastics protect environment
Waste incineration is harmful
Plastics make wealth growth
Chemicals is a dirty word
Chemicals Policy
Using plastics leads to litter
Positive
Potentially Negative
Plastics for life
High
Very high
High
Likelihood
17
Risikodiskussion
Risikomanagement
Risikobewertung
Risikokommunikation
18
Politik und Rahmenbedingungen
Politics is the art of looking for trouble,
finding it whether it exists or not, diagnosing
it incorrectly, and applying the wrong remedy
Ernest Benn, brit. Liberaler, geb. 1875
19
Aktuelle Diskussionen

• PBDE
• Cadmium
• Lead
• Tinorganic compounds
• BADGE
• Phthalates
• ADC/SEM

• 2-EHA
• Nonylphenoles
• Antimony
• ITX
• Chlorine
• BPA
• Vinylchloride

Relevant is not the specific use of single
chemicals but the Plastic industry must defend
the principles of sound science, scientific
evidence and risk assessments. With the
precautionary principle as the only criteria we
will abandon the base for transparent decisions.
20
Mineralölverbrauch in Westeuropa in

• Kunststoffproduktion benötigt nur 4 des
  Ölverbrauchs in WE
• Nach Produktgebrauch ist der Energieinhalt des
  Kunststoffes immer noch verfügbar
• Kunststoff ist nachhaltigin Anwendung

Sonstige 5
Energie undHeizung 42
Chemie 8
davon Kunststoff 4
Verkehr 45
21
Energieeffizienz in der Produkionam Beispiel der
Herstellung von Polypropylen
Atmosphere 4,4 Average (52 kg)
Propylene Comonomer Auxiliaries 100, 1185 kg
1964
Ausbeute
Polymerisation
Polypropylene 1000 kg
84
Waste water 3,6 (43 kg)
Landfill 7,6 (90kg)
Waste gas to incinerator 1,7 Average (17 kg)
Propylene Comonomer Auxiliaries 100, 1023 kg
1988
Polymerisation
Polypropylene 1000 kg
97
Work-up of waste and landfill 0,6 (6 kg)
Waste gas to incinerator 0.5-1.5 Range (5-15 kg)
Propylene Comonomer Auxiliaries 100, 1005-1015 kg
1999
Polymerisation
Polypropylene 1000 kg
99
heute
99,7
22
Aktueller Sanierungsbedarf in Deutschland

• Mindestens 24 von 34 Mio Altbauten sind aus Sicht
  der Energieversorgung und der Energieverluste
  sanierungsbedürftig.

23
Politische Ziele und Maßnahmen zum Klimaschutz

• Maßnahmen für geplante Einsparungen bis 2020 (BMU
  )
• Effiziente Kraftwerke
• Kraft-Wärme-Kopplung
• Erneuerbare Energien Wärme
• Erneuerbare Energien Strom
• Reduktion Stromverbrauch
• Gebäudesanierung
• Verkehr
• Andere Treibhausgase

40 55 14 30 20 41 30 40
Mio. t CO2 Äquivalent
Gesamtreduktion ggü. heute
270
Quelle BMU 26.4.2007
24
Energetische Altbausanierung3-Liter-Haus in
Deutschland
Isolierung mit Kunststoff
B
Lüftungszentrale mit Wärmerück-gewinnung
A
PUR Dachisolierung
Weitere Maßnahmen
EPS Wärme-dämmung
Potential in Deutschland gt 20 Mio. zu
sanierende Wohneinheiten von 25 auf 7 l/m² gt
80 Mio t CO2 p.a.
A
PVC 3-fach-Fenster
Latentwärme- speicher-Putz
A
B
B
Brenn-stoffzelle
Quelle BASF
25
Wärmedämmwirkung verschiedener Baustoffe
1,6 cm PU-Hartschaumdämmen wie 134,4 cm Beton
26
Energiebilanz PUR-Hartschaum
1m³ PUR-Hartschaum braucht zur Herstellung 70
Liter Erdöl...
... und spart innerhalb von 50 Jahren 5.474 Liter
leichtes Heizöl
27
Funktionale Polymere
Quelle BASF AG
28
BIO - Kunststoffe
29
Alternative Energieerzeugung
30
Brennstoffzelle Prinzip und Aufbau
31
Innovationen OLEDs
32
Innovationen
33
Innovationen
34
Innovationen
Mikrosystemtechnik
35
Medizintechnik

• Increasing use of
• plastics in medical
• applications
• More than 45 of
• medical devices
• worldwide are now
• made of plastics
• Example
• Discs for backbone
• Contact lenses
• Cornea implant
• Splints to fix fractures

Source PlasticsEurope, WG Market Research
Statistics
36
Nanotechnologie
Extreme Zugfestigkeit Hohe Wärmeleitfähigkeit Nan
otubes Anwendung von der Mikroelektronik bis zur
Raumfahrtechnologie
Source Bayer MS
37
(No Transcript)