Polymethylmethacrylat (PMMA) - plexiglas.de fileKunststoffe 10/2011 71 > bereits verstärkt in...

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MICHAEL TRÄXLER U. A.

Die Menge der weltweitproduzierten PMMA-Formmassen und -Halb-

zeuge stieg im vergangenenJahr auf über 1,6 Mio. Tonnen.Viele Endindustrien konntensich im Laufe des Jahres 2010schneller von der weltweitenWirtschaftskrise erholen alsursprünglich erwartet. Nebender Erholung etablierterPMMA-Märkte stellte sich derBoom bei LED-Flachbildschir-

men als Hauptwachstumstrei-ber dar. Der massive Bedarfs-anstieg bei diesen Bildschir-men ließ die Nachfrage nachPMMA für Lichtleiterplattenvor allem im asiatischen Raumso stark ansteigen, dass es zeit-weilig zu globalen Liefereng-pässen kam. Auch wenn Vola-tilitäten in dem inzwischengrößten PMMA-Marktseg-ment für temporäre Entspan-nungen sorgen, erwartetEvonik Industries,dass sich derstarke Wachstumstrend in dennächsten 2–3 Jahren fortsetzenwird.

In der regionalen Marktbe-trachtung spielt Asien-Pazifik

nach wie vor eine dominanteRolle, die in den nächsten Jah-ren durch überproportionalesWachstum weiter ausgebautwerden wird. Europa hat amPMMA-Weltmarkt einen An-teil von 17 %.

Hersteller und Rohstoffversorgung

Weltweit führend sind unver-ändert Evonik Industries AG,Essen, Altuglas International,La Garenne-Colombes/Frank-reich und Mitsubishi/Lucite,Japan/Großbritannien. Reinasiatische Produzenten, wieSumitomo Chemical Co., Ja-

pan, LG MMA, Südkorea, undChi Mei Corp., Taiwan, fokus-sieren ihre Aktivitäten vor-nehmlich im asiatischenRaum, teilweise auch auf dieEndanwendung Lichtleiter-platten.

Auf der Anbieterseite habensich nur geringe strukturelleVeränderungen in 2010 erge-ben. Fast alle großen Herstel-ler von PMMA-Formmassenhaben im Zuge der schnellenMarkterholung die bestehen-den Produktionsanlagen opti-miert und Ausbeuten erhöht.Konsolidierungen in Europaund NAFTA sowie Kapazitäts-ausweitungen in Asien hatten

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Nachfrage boomt. Der weltweite Bedarf nach PMMA ist ab Mitte 2010 massiv an-

gestiegen. Der noch im Jahr 2009 von der Rezession betroffene PMMA-Markt stand

in den ersten Monaten 2011 vor Lieferengpässen. Das weltweite Marktvolumen

überstieg 2010 das Vorkrisenniveau deutlich. Hierzu beigetragen haben attraktive

neue Anwendungen im Bereich Elektronik, vor allem bei LED-TV, wie auch die

schnellere Erholung etablierter Endanwendungen, insbesondere im Bereich Auto-

mobil. Mittelfristig wird ein überdurchschnittliches Marktwachstum erwartet.

ARTIKEL ALS PDF unterwww.kunststoffe.de Dokumenten-Nummer KU110873

Polymethylmethacrylat (PMMA)

Concentrator Optics’ serienmäßi-ges Fresnel-Linsen-Parquet, her-gestellt aus dem PMMA-ProduktPlexiglas Solar von Evonik (Foto: Concentrator Optics)

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bereits verstärkt in den voran-gegangenen Jahren stattgefun-den. In Europa erweitertEvonik Industries Mitte 2011seine Kapazität für extrudier-te, kratzfest beschichtete Ple-xiglas-Platten.

Ebenfalls ab Mitte 2011 undim Verlauf der nächsten 2–3Jahre ist geplant, die Kapazitätin Asien deutlich auszubauen,um den erwarteten starken re-gionalen Bedarfsanstieg nachPMMA zu decken. Zu dengrößten Investitionsprojektengehören Anlagenerweiterun-gen der Firmen Chi Mei (inChina und Taiwan), Mitsubi-shi Rayon (Korea), Evonik In-dustries (ebenfalls in Chinaund Taiwan) und Sumitomo(Singapur).Weitere Investitio-nen für neue PMMA-Anlagenim Nahen und Mittleren Ostensind angekündigt bzw. in Pla-nung – beispielsweise von Mit-subishi zusammen mit Sabic.

Die Situation auf dem Roh-stoffmarkt hat sich im vergan-genen Jahr weiter verschärft.Neben der schwierigen Kos-

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tenentwicklung der für diePMMA-Produktion benötig-ten Rohstoffe wie MMA (Me-thylmethacrylat) sowie MMA-Vorprodukte wie z.B. Aceton,trug auch die Preisentwicklungbei Energie erheblich zum An-

stieg der Produktionskostenbei.Auch im Jahr 2010 hat sichdas Preisniveau für MMA-Vor-produkte mit zum Teil 40 %Preisanstieg nochmals starknach oben entwickelt. Stillle-gungen von diversen Produk-

tionskapazitäten von MMA ei-nerseits sowie ein Anstieg derMarktnachfrage andererseitstrugen darüber hinaus zur an-gespannten Lage bei derPMMA-Rohstoffsituation bei.Die Inbetriebnahme neuerMMA-Produktionsanlagenkonnte nur bedingt zur Ent-schärfung der Versorgungs-situation beitragen. Evonik In-dustries startete eine MMA-Produktionslinie mit 100 000 tGesamtkapazität in Schanghai.Mitsubishi/Lucite reaktivierteAnfang 2011 die in 2008 still-gelegte Anlage in Beaumont/Texas und nahm eine neueProduktionsanlage in Thai-land in Betrieb. Zwar sind wei-tere Kapazitätserweiterungenin den nächsten Jahren an-gekündigt, es ist aber fraglich,inwieweit diese dann im Hin-blick auf Zeit und Umfang zueiner weiteren Entspannungführen werden. Das größteEinzelprojekt betrifft das kürz-lich geschlossene Joint Venturezwischen Mitsubishi Rayonund Sabic, zum Bau einer neu-

Bau-anwendungen32 %

Andere24 %

Automobil/Verkehr20 %

Licht/Werbung24 %

Bild 1. PMMA-Hauptanwendungsbranchen in Europa

© Kunststoffe

Bild 2. Links: Bei flachen Bauformen scheinen die LEDs als Lichtpunkte(hot spots) durch das Material. Rechts: Dagegen eine homogene Lichtver-teilung mit der neuen Formmasse Plexiglas LED für Hinterleuchtung

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en MMA- und PMMA-Pro-duktion in Saudi-Arabien.

Märkte, neue Produkteund Anwendungen

Während im asiatisch-pazifi-schen Raum die optoelektro-nischen Anwendungen imVordergrund stehen, sind es inEuropa die Bauanwendungen,die mit rund 32 % den größ-ten Teil des Bedarfs auf sichvereinigen. Es folgen die Berei-che Licht und Werbung mitrund 24 % und der Transport-und Verkehrsektor mit ca.20 %. Auf die übrigen Anwen-dungen entfallen 24 % (Bild 1).

Es sind verschiedene Grün-de, die nach Auffassung vonEvonik Industries zum wirt-schaftlichen Wachstum vonPMMA-Anwendungen beitra-

gen.Da ist zum einen natürlichder weiterhin boomendeMarkt in Fernost, vor allem inChina. Zum anderen aber –und das ist eine ganz wesentli-che Ursache – ist es die unge-brochene Innovationskraft,diesich mit dem Material verbin-det und die ihm immer neueAnwendungen erschließt. Unddas nicht zuletzt vor dem Hin-tergrund der weltweiten Be-mühungen um Nachhaltigkeitsowie Energie- und Ressour-ceneffizienz. Auch dazu kannPMMA wichtige Beiträge lie-fern.

Evonik Industries beispiels-weise hat eine ganz neueGeneration lichtstreuenderFormmassen basierend aufspeziellen lichtstreuenden Par-

tikeln entwickelt und in denMarkt gebracht: Plexiglas LEDfür Kantenbeleuchtung. Dieseneue Formmasse, die in vierspeziellen Varianten angebotenwird, verfügt über effizienteLichtstreueigenschaften fürhomogene flächige Ausleuch-tung von Lichtleitelementen,Displays und Werbetafeln –und das bei vergleichsweise ge-ringen Energieaufwand und -kosten. Zudem hat das Mate-rial den Vorteil hoher Kosten-effizienz, da keine komplexenMikro-Oberflächenstrukturenfür die Lichtstreuung erforder-lich sind. Als Lichtquellen die-nen energieeffiziente LEDs(Light Emitting Diodes), diedas Licht über die Kanten indas Bauteil einspeisen und ex-trem gleichmäßig ausleuchten.Möglich ist aber auch eine

Hinterleuchtung mit LEDs inKombination mit diffus licht-streuender Plexiglas-LED-Formmasse (Bild 2). Diese Lö-sung bietet gegenüber Leucht-stoffröhren und Glüh- oder

Energiesparlampen einige Vor-teile. In Anbetracht von Klima-schutz und steigenden Strom-preisen ist das zunächst – wieauch bei der Kantenbeleuch-tung – die sehr gute Energieef-fizienz, die mit LEDs erzieltwerden kann. Und zweitens:Mit der diffus lichttstreuendenPMMA-Formmasse sind auchsehr flache Bauformen imLichtdesign möglich. Die Ob-jekte sehen elegant und hoch-wertig aus; es sind Wanddickenvor nur wenigen Millimeternmöglich – und das ganz ohneLicht-Hot-Spots. Da die Bau-teile in allen denkbaren Farben– auch in wechselnden Farben– beleuchtet werden können,sind die kreativen Möglichkei-ten im Bereich Leuchten undAmbientebeleuchtung breitgefächert.

Ein hochinteressantes An-wendungsgebiet mit Wachs-tumspotenzial für PMMAbleibt die Architektur; die In-nenarchitektur ebenso wie derFassadenbau. Hier sind im ver-gangenen Jahr einige Leucht-turmprojekte realisiert wor-den, die die Vielseitigkeit desMaterials erneut dokumentie-ren. Das gilt für außergewöhn-liches Design ebenso wie fürdie hohe Funktionalität. So hatdie Technische UniversitätMünchen auf dem Campus inGarching einen Wetterturmgebaut, dessen Fassadenele-mente, 210 an der Zahl und je-des individuell geformt, ausPMMA gefertigt worden sind.Wie ein transparenter Kokonumhüllt diese Fassade das Ge-bäudeinnere und schafft so ei-

ne außergewöhnliche Optik –und eine funktionale dazu(Bild 3).Erklärtes Ziel der Archi-tekten war es, einen Blick hin-ter die Fassade zu ermöglichen.Gesucht wurde dafür also eintransparentes Material, das zu-dem witterungs- und UV-be-ständig ist. Die Fassade des50 m hohen Turms erfülltaußerdem eine ganz spezielleFunktion: Sie dient als Projek-tionsfläche, beispielsweise fürWetterdaten,aktuelle Informa-tionen zum Campusleben oderfür wissenschaftliche Bilder.Text und Bild, die von innenauf die Fläche projiziert wer-den, sind dort klar zu lesen,denn die Elemente aus PMMAmit einer leichten lichttechni-schen Weißeinfärbung verfü-gen über eine hohe Transmis-sion von 88 %. So erscheinendie Projektionen leuchtstarkauf dem Material.

Neue PMMA-Entwicklun-gen öffnen kreativer Architek-tur immer neue Wege. Das giltbeispielsweise auch für Ple-xiglas Mineral, ein umformba-res, homogen durchgefärbtesMaterial für witterungsbe-ständige Gebäudefassaden.Das mineralgefüllte Acrylglasist dreidimensional umform-bar und hat ein exzellentes Re-flektionsverhalten. Damit las-sen sich geschosshohe, indivi-duell gefräste oder auch be-

Bild 3. Wie ein transparenterKokon: PMMA-Fassade für denMünchner Wetterturm

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Bild 4. Fassade einer Polizeistation in Wien. Besonderheit: Die Fassaden-verkleidung aus PMMA ist an den Ecken abgerundet

Bild 5. Hochglanzplatten als Ersatz für den Fliesenspiegel in der Küche

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druckte Fassadenelementerealisieren, die kreativen Ideenfast jede Bahn ebnen (Bild 4).Die Bauplatten sehen nichtnur edel aus und sind beson-ders widerstandsfähig gegen

Wind und Wetter, das Fassa-denmaterial ist zudem extremstoßfest und UV-stabil. Hinzukommt eine vergleichweiseeinfache, weil standardisierteVerarbeitung am Bau, denn es

lässt sich mit den gängigenUnterkonstruktionstypologi-en befestigen. Das Ergebnis: InVerbindung mit der samtarti-gen, reflektierenden Ober-fläche entstehen eine hoheBrillanz mit dauerhafter Farb-stabilität, sehr gute Funktiona-litäten – und das in kreativerVielfalt. Denn neben vielenStandardfarben sind bei Ple-xiglas Mineral auch individu-elle Farbvarianten möglich.

Ebenso bleibt in der Archi-tektur – aber bei weitem nichtnur dort – das Thema Energie-effizienz weit oben auf derAgenda. Der Solartechnologieals umweltfreundliche Energie-quelle kommt hier eine Schlüs-selrolle zu; nicht zuletzt durchdie ehrgeizigen globalen Kli-maziele, die die Politik vorge-geben hat. Den höchsten Wir-kungsgrad aller Solartechnolo-gien wird dabei der konzentrie-renden Photovoltaik (CPV)zugemessen. Das Sonnenlichtwird dabei von optischen Ele-menten auf hocheffiziente So-larzellen (multi-junction cells)

fokussiert.Die optischen Syste-me sind meist Linsen-Parquets.Evonik Industries hat dafür einspezielles PMMA entwickelt,das den Anforderungen fürCPV im Außenbereich gerechtwird. Dieses neue Plexiglas So-lar verfügt über transmissiveEigenschaften, die speziell aufden Wirkungsbereich und dieAnforderungen von Solarzellenabgestimmt sind. Der Solar-produzent Concentrator Op-tics GmbH, Cölbe, stellt durchqualifizierte Massenprodukti-on Linsen-Parquets her, diemithilfe extrudierter Plattenaus Plexiglas Solar 0Z023 gefer-tigt werden (Titelbild). Das Ma-terial hat die beschleunigtenAlterungstests so erfolgreichbestanden, dass jetzt eine lan-ge Garantiezeit von 20 Jahrenauf die Transparenz von Pro-dukten,die aus Plexiglas-Solar-Platten hergestellt werden, ge-geben wird – ein Novum in die-sem Industriezweig. Und zu-gleich ein wichtiger Beitrag imKontext von Nachhaltigkeitund Energieeffizienz.

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Bild 6. PMMA-Platten ermöglichen fugenfreie Wandflächen in der Dusche(Fotos 1 bis 6: Evonik Industries)

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Neben diesen funktionellenAspekten bleibt der optischeChic ein wichtiges Kriteriumin der Entwicklung innovati-ver PMMA-Lösungen. Dennbei Endgeräten wie Flachbild-TV, Computern oder MP3-Playern entscheidet der Käu-fer nicht mehr allein nach derTechnik – das Gerät soll auchgut aussehen. Eine Reihe vonneuen Materialien und Ver-fahren mit PMMA bedientdiesen Käuferwunsch. Da istzum Beispiel Plexiglas Hi-Gloss PFE zu nennen, eineSpezial-Formmasse für edelhochglänzende Gehäuseteilein der Unterhaltungselektro-nik. Das Material ist wider-standsfähig gegen Verkratzun-gen und leicht zu pflegen. Op-tische Eleganz mit Tiefenwir-kung bieten des WeiterenPlexiglas Hi-Gloss-Platten, einbesonders interessantes Mate-rial für den Möbel-, Messe-oder Ladenbau ebenso wie füreffektvolle und funktionelleDesigns in Küche oder Bad(Bilder 5 und 6). In beiden Fällensorgt eine dicke Hochglanz-schicht aus PMMA auf derOberseite für besondere Ele-ganz und Tiefenwirkung. DasUV-stabile und wetterfesteMaterial kann im Innen- undAußenbereich eingesetzt wer-den. Plexiglas Hi-Gloss lässtsich zudem flexibel und ein-fach verarbeiten. Auch leichteTiefziehformen können reali-siert werden und eine Verkle-bung ist ebenfalls möglich. Be-merkenswert ist auch die Her-stellung dieser Spezial-Platten– denn sie erfolgt in nur einemArbeitsschritt mithilfe der Co-extrusion. Dabei werden diefarbigen und die transparen-ten Formmassen in Extrudernunabhängig voneinander plas-tifiziert, also aufgeschmolzen,und in einer Profildüse zu-sammengeführt. So ver-schmelzen sie bereits vor demAustritt aus der Düse zu einemhomogenen und unlösbarenVerbund. Ein effizientes undwirksames Verfahren, denn beider Coextrusion von zweiPMMA-Schichten sind zumBeispiel keine Haftvermittler

nötig. Es können keine Hohl-räume entstehen, und es gibtkeine Bindenaht, sondern einehomogene Werkstoffverbin-dung. Ein klarer Vorteil ge-genüber Verfahren mit einernachträglichen aufwendigenBeschichtung durch Lackierenoder Laminieren.

Fazit

Wie die Beispiele zeigen, istPMMA auch nach Jahrzehntenein Werkstoff, der immer wie-der in ganz unterschiedlichenBereichen innovative Lösun-gen für Design und Funktio-nalität bietet – und zugleichwichtige Beiträge liefern kannfür ein Thema, das alle angeht:Nachhaltigkeit und Ressour-ceneffizienz.�

DIE AUTOREN

MICHAEL TRÄXLER, geb. 1961, istLeiter des Geschäftsgebiets AcrylicPolymers bei der Evonik Industries AG,Darmstadt.

DR. JOCHEN ACKERMANN, geb.1968, ist Leiter Business DevelopmentAcrylic Polymers bei der Evonik Indus-tries AG, Darmstadt.

MONIKA JUDA, geb. 1977, ist imProduct Portfolio Management & Mar-ket Intelligence Molding Compoundsder Evonik Industries AG, Darmstadt,tätig.

DORIS HIRSCH, geb. 1957, arbeitetim PR-Management Acrylic Polymersder Evonik Industries AG, Darmstadt.

SUMMARY

POLYMETHYLMETHACRYLATE DEMAND IS BOOMING. Worldwide de-mand for PMMA has increased massive-ly since mid-2010. Whereas the PMMAmarket was laboring under the recessionas recently as 2009, by early 2011 it wasexperiencing supply bottlenecks. Globalmarket volume in 2010 far exceeded pre-crisis levels. One reason for this hasbeen exciting new applications in elec-tronics, particularly LED-TVs, and therapid recovery of established end uses,mostly in the automotive industry.Above-average market growth is expect-ed in the medium term.

Read the complete article in our maga-zine Kunststoffe international and on www.kunststoffe-international.com

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