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Kunststoffe – Werkstoffe des 21. Jahrhunderts

Dr. Rüdiger Baunemann18. Seminar Kunststoffrecycling in SachsenDresden, 12. Mai 2009

Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009

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Werkstoffe und Kultur

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data2map.de

NL

+

CY

+

IberianRegion

CentralRegion

MediterraneanRegion

North

NorthRegion

WestRegion

Brussels Centre + 5 Regional CentresIntegrated Communications, Advocacy, Project & Issue ManagementProduct Groups

Das PlasticsEurope-Netzwerk in Europa

FRA

PAR

MAD

LON

MIL

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4Source: PEMRG

Kunststoff-ProduktionWelt 1950 - 2006

Erfolgsstory Kunststoff- Geringe Dichte- Leicht verarbeitbar- Maßgeschneid.

Eigenschaften

Kontinuierliches Wachstumseit über 50 Jahren

Produktionsentwicklung- 1,5 Mio. Tonnen 1950- 245 Mio. Tonnen 2006

Durchschnittliches Wachstumpro Jahr = 9,5 %

0

50

100

150

200

250

1950 1960 1970 1980 1990 2000

Mio. t

1950: 1.5

Europa (WE + CE)

1976: 50

1989: 100

2002: 200

2006: 245

Includes Thermoplastics, Polyurethanes, Thermosets, Elastomers, Adhesives, Coatings and Sealants and PP-Fibers. Not included PET-, PA- and Polyacryl-Fibers

Welt

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Verbrauch von Kunststoff-WerkstoffWelt (kg per capita)

1980 2005 2010eWelt gesamt

4.2 %

3831

10

13103

Mittl. OstenAfrika

5.4 %

11899

40

Westeuropa3.6 %

2434

8,5

Zentraleuropa & CIS

7.2 %

26217.5

Lateinamerika

4.4%

Japan

9889

50

1.9 %

220 27

Asien o. Japan

6.2 %

NAFTA

120105

46

2.7 %

(*) Bezieht sich auf lokal verarbeitete Mengen. Zahlen gerundet

NAFTA und WEan erster Stelle mit ca. 100 kg/Kopf

Signifikantes Wachstumin Asien und Osteuropa

2010bleibt der Verbrauch pro Kopf in Asien and Osteuropaunter dem Verbrauch der traditionellen Märkte in NAFTA und WE

Source: PEMRG

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6

850

2.780

50

3.680 84,0

48,0

284,3

48,5

8,0

52,7

23,3

380,8

Zahl der Unternehmen

Beschäftigte in 1.000

Umsatz in Mrd. €

Maschinenbau *

K-Verarbeiter **

K-Erzeuger

Quelle: Stat Bundesamt, PEMRG

Struktur der Kunststoff-IndustrieDE 2007

Summe

*) Geänderte Abgrenzung ab 2001: Produktion Kunststoff- und Gummimaschinen incl. Werkzeuge, Formen, Peripherie und Flexodruckmaschinen / Daten 2006

**) amtliche Statistik

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Volkswirtschaftliche Bedeutung Kunststoff-Industrie DE 2007

Elektrotechnik, Elektronik;Feinmechanik, Optik 11,5 %

Straßen-fahrzeuge21,5 %

Maschinenbau,Metallbau * 20,5 %

Möbel, Sport, Spielwaren 2 %

Chemie* 8 %

Keramik, Glas 2,5 %

Holz,Papier, Pappe, Druckerz. 7 %

Nahrungs- und Genussmittel 10 %

Sonstige 1 %

Kunststoff-Industrie 7 %

Bergbau, Mineralöl,Steine/Erden, Eisen u. Stahl,NE-Metalle 8 %

*) ohne Kunststoff-Anteile

Quelle: Amtl. Statistik

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Kunststoff-EinsatzgebieteDeutschland 2005

14,3%

1,5%

2,5%

4,5%3,0%

7,1%

8,9%25,2%

33,0%

Sonstiges

Medizin

Landwirtschaft

Möbel

Haushaltswaren

Elektro / Elektronik

Fahrzeugindustrie

Bau

Verpackung

Source: PEMRG, Consultic

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9Source: PEMRG, Consultic

Verpackung

Bau &Konstruktion

Automobil

E & E

Sonstige

Sonst. Thermo-plaste

LDPE, LLDPE

HDPE PP PS EPS PVC ABS, SAN

PMMA PA PET PUR

Total: 39,5 Mio. t

43 %

20 %

8 %

7 %

22 %

Verbrauch von Kunststoff-Werkstoffen Europa (WE) 2006

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Die Kunststoffpyramide

85%

<< 1%

14%

Vorhersage 1975 für 1995

Prognosefür 2005

88%

12%

Realität1995

PC PBT PET PA PC/ABSPOM PPO/PS ABS PMMA

HDPE LDPE/LLDPE PP PS PVC

LCP

PEEK

PPS PAR PES

<< 1%

Standard-Kunststoffe

TechnischeKunststoffe

Hochleistungs-Kunststoffe

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Entwicklung „neuer“ Polymere

aus neuen Monomeren

aus alten Monomeren/Polymeren

LCP

1920 1940 1960 1980 2000 1920 1940 1960 1980 2000

PEOPURPIBPETPA

SBRLDPEPMMA

BRPS

PVS

PPSPOMPARPTFE

PCEPM

EPDMisot. PPHDPEABSPAN

EPOXYPBT

Silikon

PEEKPESPI

PEI

SAN/NBRPS/BR

PVC/NBR

PO/ABCPC/PBT

PET/EPDMPA/EPDMPP/EPDMPC/ABS

PVC/EVAPS/PPO

GFK

COCVLLDPEsynd. PSsynd. PPPBT/LCPPC/ASAPP/PA

PP/EPDM/HDPE

PVC/CPEPA/PPO/PSPA/HDPESMA/ABSPOM/PURPBT/EPDM

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

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

Dichte• Leichtbau• Beschleunigung• ...

Verarbeitung• niedrige Temperatur• wenig Energie• geringe Kosten• Spritzguss&Extrusion• ...

Mechanische Eigenschaften• Flexibilität• Steifigkeit• Schlagzähigkeit• Kratzfestigkeit

Ausrüstung• Füllstoffe• Farbe & Pigmente• Verstärkung• Treibmittel:

Schäume

Anforderungen an Kunststoffe

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Ressource Öl

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Heizung, Energie

42%

Treibstoff45%

Andere 5%

Chemie 8%davon

Kunststoff 4%

Zum Verbleib des ÖlsDeutschland

ca. 87% des Öles werden

verbrannt

Ölverwendung in Deutschland

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Polypropylene1000 kg

PropyleneComonomerAuxiliaries100%, 1185 kg

Atmosphere4,4% Average (52 kg)1964

Waste water3,6% (43 kg)Landfill

7,6% (90kg)

Polymerisation

Polymerisation Polypropylene1000 kg

PropyleneComonomerAuxiliaries100%, 1005-1015 kg

Waste gas to incinerator0.5-1.5% Range (5-15 kg)1999

Polypropylene1000 kg

PropyleneComonomerAuxiliaries100%, 1023 kg

Waste gas to incinerator1,7% Average (17 kg)1988

Work-up of wasteand landfill 0,6% (6 kg)

Polymerisation

Ausbeute

84 %

97 %

99 %heute 99,7 %

Ressourceneffizienz in der ProduktionBeispiel Polypropylen

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Aktueller Sanierungsbedarf in Deutschland

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

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Potential in Deutschland :> 20 Mio. zusanierendeWohneinheiten

von 25 auf 7 l/m²

> 80 Mio t CO2 p.a.

Isolierung mit Kunststoff

Weitere Maßnahmen

Energetische Altbausanierung3-Liter-Haus in Deutschland

A

A

Brenn-stoffzelle

Lüftungszentrale mit Wärmerück-gewinnung

PURDachisolierung

Latentwärme-speicher-Putz

PVC3-fach-Fenster

Quelle: BASF

EPSWärme-

dämmung

B A

A

A

B

B

B

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Wärmedämmwirkung verschiedener Baustoffe

1,6 cm PU-Hartschaumdämmen wie

134,4 cm Beton

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Energiebilanz PUR-Hartschaum

1m³ PUR-Hartschaum braucht zur Herstellung 70 Liter Erdöl...

... und spart innerhalb von 50 Jahren 5.474 Liter leichtes Heizöl

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Kunststoffrohrsysteme für Trink- und Abwasser

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• 8% des deutschen Trinkwassers versickern

• Dies entspricht mehr als 1 Mrd. Liter pro Tag

• Europa weit liegt die Verlustrate bei 25%

• 1/3 des Abwassernetzes zeigt Schäden

• Kunststoffe sind weniger anfällig und echte Problemlöser

Kunststoffrohrsysteme für Trink- und Abwasser

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Funktionale Polymere

Quelle: BASF AG

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Niedrig molekulare Polycarboxylate werden als Viskositätsvermittler z.B bei der Betonverflüssigung eingesetzt

Quelle: BASF AG

Funktionale Polymere

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Abbaubare Kunststoffe/Nachwachsende Rohstoffe

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Alternative Energieerzeugung

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Brennstoffzelle: Prinzip und Aufbau

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Innovationen OLEDs

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Innovationen OLEDs

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Innovationen Luft- und Raumfahrt

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Innovationen

Mikrosystemtechnik

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Medizintechnik

► Increasing use of plastics in medical applications

► More than 45% of medical devices worldwide are nowmade of plastics

Example:

► Discs for backbone► Contact lenses► Cornea implant► Splints to fix fractures

Source: PlasticsEurope, WG Market Research & Statistics

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Nanotechnologie

Source: Bayer MS

Extreme Zugfestigkeit

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Nanotubes

Anwendung von der Mikroelektronik bis zur Raumfahrtechnologie

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Aktuelle Themen

• Nachhaltiges Bauen

• Image von Kunststoffen

• Recycling/Beseitigung

• REACh

• Lebensmittelkontakt

• Trinkwasserkontakt

• Brandverhalten

• Innenraumluftqualität

• Bewertung von Nanomaterialien

• Bewertung der Additive

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UFOPLAN Projekt REACh und Recycling

• Gemeinsames Projekt von KS -Herstellern, - Verarbeitern, -Anwendern, - Recyclern, BAuA und UBA

• Aufarbeitung zentraler Fragen und Probleme unter REACh

• Erarbeitung pragmatischer Lösungsvorschläge für Recyclingunternehmen

• Gemeinsame Kommunikation der Ergebnisse

• Bearbeitung durch Ökopol• Finanzierung zu 50% aus UFOPLAN

Mitteln• Laufzeit bis Sept. 2009

VerbandsgesprächFrankfurt, 03. Juni 2008

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