{"id":6365,"date":"2015-11-30T14:21:25","date_gmt":"2015-11-30T14:21:25","guid":{"rendered":"http:\/\/umweltlexikon.katalyse.de\/?p=6365"},"modified":"2015-11-30T14:21:26","modified_gmt":"2015-11-30T14:21:26","slug":"polyethylen","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/umweltlexikon.katalyse.de\/?p=6365","title":{"rendered":"Polyethylen"},"content":{"rendered":"
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Polyethylen (Kurzzeichen: PE, fr\u00fcher auch Poly\u00e4thylen, manchmal als Polyethen bezeichnet) ist ein thermoplastischer Kunststoff mit wachsartiger Oberfl\u00e4che, der zu der Gruppe der <\/span>Polyolefine geh\u00f6rt und durch <\/span>Polymerisation des Monomers <\/span>Ethen [CH2 = CH2] hergestellt wird.<\/b><\/p>\n

I. Geschichte<\/b>
Polyethylen wurde 1898 von dem deutschen Chemiker von Pechmann synthetisiert und erstmals 1933 mit Hilfe der Hochdruckpolymerisation von ICI-England industriell hergestellt. 1953 wurde das nach den Erfindern benannte Ziegler-Natta-<\/span>Katalysator-Verfahren entwickelt, das eine <\/span>Polymerisation von <\/span>Ethylen auch ohne hohen Druck erm\u00f6glicht. 1963 wurden die Erfinder daf\u00fcr mit dem Nobelpreis der Chemie ausgezeichnet.<\/p>\n

II. Herstellung<\/b>
Polyethylen (Kurzzeichen <\/span>PE, nach <\/span>DIN 7728-1: 1988-01, Englisch: polyethylenes) ist eine fast unendliche Kette von <\/span>Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, die je nach Dichte unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Ausgangssubstanz ist das <\/span>Gas <\/span>Ethylen, welches aus Erd\u00f6l und <\/span>Erdgas gewonnen wird. Ein nat\u00fcrlich vorkommendes Polyethylen ist das Elaterit.<\/p>\n

Die <\/span>Polymerisation kann bei Druck von 1400 bis zu 3000 bar und Temperaturen zwischen 100 und 300\u00b0C mit Hilfe von Katalysatoren (<\/span>Sauerstoff oder Peroxide) oder bei niedrigem Druck (1 bis 50 bar) und bei Temperaturen von 20\u00b0C bis 150\u00b0C) an heterogenen Katalysatoren (Titantetrachlorid und <\/span>Aluminium- oder Magnesiumalkylen) erfolgen. <\/p>\n

Je nach Art der <\/span>Polymerisation erh\u00e4lt man Polyethylen niedriger Dichte bzw. Niedrigdruck-Polyethylen (Low Density: LD-PE) und Polyethylen hoher Dichte bzw. Hochdrcu-Polyethylen (High Density: HD-PE), die unterschiedliche Eigenschaften f\u00fcr verschiedene Einsatzzwecke bieten. <\/p>\n

III. Eigenschaften<\/b>
Polyethylen hat eine sehr geringe Wasserdampfdurchl\u00e4ssigkeit; die <\/span>Diffusion von Gasen, Aromastoffen und etherischen \u00d6len ist hingegen relativ hoch. Polyethylen hat eine gute Z\u00e4higkeit, niedrige Festigkeit und H\u00e4rte, sehr gute Chemikalienfestigkeit, aber eine Neigung zur Rissbildung bei Spannung und eine geringe Temperaturfestigkeit und kann bei Temperaturen von \u00fcber 80\u00b0 C nicht eingesetzt werden und ist bis ca. \u221250\u00b0C\u00a0 k\u00e4ltefest. Seine niedrige Dichte reicht von 0,915 bis 0,965 g\/cm\u00b3.<\/p>\n

Polyethylen ist in L\u00f6sungsmitteln erst ab 60 \u00b0 C l\u00f6slich.\u00a0 Bestimmte <\/span>Kohlenwasserstoffe f\u00fchren zu einer Quellung. Je nach Dicke ist Polyethylen milchig wei\u00df bis transparent opak.\u00a0<\/p>\n

Produkte mit h\u00f6herer Molmasse besitzen eine bessere Festigkeit und Streckbarkeit; man erkennt sie an der Bezeichnung High Molecular Weight (<\/i>HMW-LDPE).<\/p>\n

Durch Copolymerisation von <\/span>Ethylen beispeislweise mit Buten und Octen kann der Verzweigungsgrad der hergestellten Polyethylene reduziert werden. Diese Copolymere werden als <\/i>Linear Low Density Polyethylene (LLDP) bezeichnet.\u00a0<\/p>\n

Die Vorteile von Polyethylen liegen v.a. in der Geruchs- und Geschmacksneutralit\u00e4t, hohen Transparenz, leichten Verarbeitung, sehr guten Verschwei\u00dfbarkeit, langer Lebensdauer, hoher Belastbarkeit sowie der Lebensmittelechtheit und Recyclbarkeit.<\/p>\n

IV. Marktsituation<\/b>
Polyethylen ist mit einem Marktanteil von rund 30 Prozent der Massenkunststoff weltweit (ca. 52 Mio. Tonnen) und auch in <\/span>Europa und Deutschland der am h\u00e4ufigsten produzierte Kunststoff. Die Produktionsmenge in Deutschland betr\u00e4gt fast 2 Mio. Tonnen.<\/p>\n

Unter folgenden Handelsnamen wird Polyethylen u.a. weltweit vertrieben: Hostalen, Lupolen, Vestolen und Trolen. Seit etwa 1957 wird Polyethylen vor allem in <\/span>Gas- und Wasserleitungen und ist als Rohstoff in der Verpackungsindustrie weit verbreitet. Polyethylen findet auch Einsatz f\u00fcr die Herstellung von Spielwaren, M\u00fclltonnen, diverse Gef\u00e4\u00dfen, Kabelummantelungen, Kunststofffolien und <\/span>Beschichtungen f\u00fcr <\/span>Verbundverpackungen.<\/p>\n

Aus <\/span>PE-HD k\u00f6nnen durch Spritzguss- und Extrusionsverfahren beispielsweise Gef\u00e4\u00dfe und Rohre produziert werden. Durch das Extrusionsblasverfahren k\u00f6nnen aus <\/span>PE-LD und <\/span>PE-LLD Folien (M\u00fclls\u00e4cke, Schrumpffolien, Landwirtschaftsfolien usw.) hergestellt werden. Polyethylen kann einfach recyclt werden, weshalb es Sinn macht ihn aus dem
<\/span>Abfall zu separieren oder sortenrein zu erfassen, wie etwa bei Folien, die in der <\/span>Landwirtschaft verwendet werden.<\/p>\n

V. <\/span>Umwelt und <\/span>Gesundheit <\/b>
Da das Monomer <\/span>Ethylen ungiftig ist, ergibt sich bei Polyethylen f\u00fcr den Verbraucher kein gesundheitliches Problem durch Restmonomergehalte. Polyethylen gilt als gesundheitlich unbedenklich. Toxikologisch bedenklich k\u00f6nnen je nach Einsatz die dem Polyethylen zugesetzten <\/span>Additive sein. Im Vergleich zu anderen Kunststoffen wie beispielsweise <\/span>PVC ist der Anteil an Additiven in Polyethylen mit durchschnittlich etwa 5 Prozent jedoch gering.<\/p>\n

Das Bundesinstitut f\u00fcr Risikobewertung hat im Februar 2005 keine Bedenken gegen die Verwendung von Polyethylen bei der Verwendung im Lebensmittebereich und bei der Herstellung von Bedarfsgegenst\u00e4nden ge\u00e4u\u00dfert. Welche Voraussetzungen f\u00fcr eine Unbedenklichkeit nach \u00a75 Abs. 1 Nr. 1 des Lebensmittel- und Bedarfsgegenst\u00e4ndegesetzes erf\u00fcllt sein m\u00fcssen, k\u00f6nnen Sie auf der Homepage des Bundesinstitut f\u00fcr Risikobewertung: Materialien f\u00fcr den Kontakt mit Lebensmitteln\u00a0nachlesen. <\/p>\n

Polyethylen ist biologisch so gut wie nicht abbaubar und wird damit durch UV-<\/span>Licht, <\/span>Mikroorganismen und Abbauprozesse in B\u00f6den und Deponien kaum oder nicht zersetzt. Auch ist Polyethylen sehr best\u00e4ndig gegen\u00fcber S\u00e4uren, <\/span>Laugen und anderen <\/span>Chemikalien.<\/p>\n

Bei der <\/span>Verbrennung von Polyethylen \u2013 das reinen <\/span>Kohlenstoff darstellt - entstehen <\/span>Kohlendioxid, <\/span>Kohlenmonoxid, <\/span>Wasser und <\/span>Stickoxide. Insgesamt gehen von Polyethylen und seinen Produkten kaum Gefahren f\u00fcr <\/span>Umwelt und <\/span>Gesundheit aus. <\/p>\n

Wegen seiner h\u00e4ufigen Verwendung im Verpackungsbereich beispielsweise als Einkaufst\u00fcte steht Polyethylen f\u00fcr die Wegwerfgesellschaft. Polyethylen schneidet jedoch im \u00f6kologischen Vergleich mit anderen Kunststoffen und Materialien im Verpackungsbereich h\u00e4ufig gut ab.<\/p>\n

VI. Material-Daten
<\/b>Hier finden Sie die Datenbank \"Kunststoffempfehlungen\" des Bundesinstituts f\u00fcr Risikobewertung (BfR) mit Empfehlungen f\u00fcr<\/p>\n

    \n
  • Polyethylen (<\/span>CAS-Nummer: 009002-88-4)<\/li>\n
  • Polyethylen, chlorsulfoniert (<\/span>CAS-Nummer: 068037-39-8)<\/li>\n
  • Pfropfcopolymerisat aus Polyethylen und Maleins\u00e4ureanhydrid<\/li>\n<\/ul>\n

    VII. Literatur und Quellen<\/b><\/p>\n

    Das KATALYSE Umweltlexikon<\/i>, 2. Auflage Verlag Kiepenheuer & Witsch, K\u00f6ln 1993, seit dem Jahr 1997 gepflegt und st\u00e4ndig erweitert als Online-Umweltlexikon.de<\/i>, KATALYSE Institut, K\u00f6ln 2006<\/p>\n

    Bahadir, M.\/Parlar,H.\/Spiteller, M.: Springer Umweltlexikon<\/i>; Springer Verlag, Hamburg 2000<\/p>\n

    Baier, E.: Umweltlexikon<\/i>; Ponte Press Verlags GmbH, Bochum 2002\u00a0<\/p>\n

    Karcher, R.\u00a0 Jakubke, H.: Lexikon der Chemie<\/i>;\u00a0 Studienausgabe, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 1998<\/p>\n

    R\u00f6mpp, H.\/Falbe, J.\/Regitz, M .: R\u00f6mpp Lexikon Chemie<\/i>, 10. Auflage, Thieme Verlag Stuttgart 1996-1999<\/p>\n

    Ullmann 1987: Ullmann`s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Completely Revised Edition, Vol. A 10, Weinheim\u00a0\u00a0<\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

    Autor: KATALYSE Institut<\/em><\/p>\n<\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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