Polyethylen (PE): Einer der meistgenutzten Kunststoffe der Welt

 Beitragsbild_Polyethylen-Recycling

 

Der Kunststoff Polyethylen (PE) ist in seinen verschiedenen Ausführungen der aktuell meistverwendete Kunststoff überhaupt. Für ihn gibt es zahlreiche Verwendungszwecke sowohl für Unternehmen als auch im privaten Haushalt. Welche Formen von Polyethylen gibt es und was zeichnet den hochwertigen Kunststoff aus? Wir stellen das Material vor.

In unserem Alltag sind wir umgeben von Produkten aus Polyethylen (PE), denn viele Erzeugnisse des täglichen Lebens bestehen aus PE. Das Material zählt zu den thermoplastischen Kunststoffen. In Folien, Planen, Tüten, Haushaltswaren, Wertstofftonnen, Kanistern, Surfbrettern, Dichtungen und für viele weitere Einsatzzwecke findet es Verwendung. Die vielseitige Nutzbarkeit des Kunststoffes macht PE und seine Abwandlungen zum derzeit am meisten verwendeten Kunststoff überhaupt. Die Abwandlungen nennt man auch „Typen“. Sie unterscheiden sich vor allem in der Dichte des Materials. Deutlich wird das, wenn man vergleicht, was alles aus Polyethylen hergestellt wird: Während Schutzfolien häufig weich sind, sind  andere aus PE hergestellte Haushaltswaren wie beispielsweise Eimer oder Schalen wiederum deutlich fester.

 

Polyethylen-Typen: So sind die Stoffe aufgebaut 

Die Tatsache, dass es mehrere Polyethylen-Typen mit einem unterschiedlichen Werkstoffverhalten gibt, beruht auf der Struktur der Moleküle. Für die Beschaffenheit des Stoffes ist die Kristallinität verantwortlich. Je höher der kristalline Anteil des Polyethylens ist, desto höher ist auch die Dichte des Stoffes. Entsprechend schwerer und fester ist das Material. Die Kristallinität beruht auf der molaren Masse der Moleküle. Je geringer die molare Masse und die Verzweigungen der Polymerketten des Polyethylens, desto größer ist die Kristallinität. So entstehen die unterschiedlichen Abwandlungen von PE. Was bedeutet diese Anpassbarkeit des Kunststoffes in der Praxis? Ganz einfach (und praktisch): Polyethylen gibt es in verschiedenen Varianten, die für unterschiedliche Produkte verwendet werden können. 

 

Die unterschiedlichen Typen des Polyethylens und ihre Anwendungsgebiete

Der variable Aufbau des Polyethylens kann, wie bereits dargestellt, zu ganz verschiedenen Stoffen führen, denen im Alltag unterschiedliche Aufgaben und Anwendungsgebiete zukommen. Der Ausgangsstoff Ethen (auch: Ethylen) , aus dem Polyethylen hergestellt wird, entsteht durch petrolchemische Verarbeitung von Erdöl. Mittlerweile kann Polyethylen aber auch umweltfreundlicher aus Zuckerrohr (sogenanntes „Green PE“) gewonnen werden. Wir stellen Ihnen die wichtigsten Abwandlungen des Materials vor.

  • Typen PE-LD (LDPE) und PE-LLD (LLDPE)

Bei den Polyethylen-Typen PE-LD (LDPE) und PE-LLD (LLDPE) handelt es sich um sogenanntes Weich- oder Hochdruck-PE, also einen Stoff, der sehr flexibel, biegsam, dünn und leicht ist. Deshalb wird er zur Herstellung vieler unterschiedlicher Folien eingesetzt. Aus Weich-PE werden beispielsweise Müllsäcke oder Folien für die Landwirtschaft, mitunter aber auch Kabelummantelungen hergestellt. 

  • Typ PE-HD (HDPE)

Dem entgegen ist der Stoff Polyethylen vom Typ PE-HD (HDPE) ein Material, das sehr fest ist und auch als Hart-Polyethylen bezeichnet wird. Aus diesem Material werden entsprechend ganz andere Produkte hergestellt. PE-HD ist robust und weist eine hohe Materialdichte auf. Aus dem Material werden feste Rohre, Getränkeflaschen oder großvolumige Behälter hergestellt. Es hat viele weitere Einsatzgebiete vor allem in der Baubranche, wo das Material beispielsweise für Gas- und Wasserleitungen, etwa an Straßen, dienen kann. Vor allem die gute Möglichkeit zur Weiterverarbeitung macht den Stoff für viele Industriezweige attraktiv.

  • Typen PE-HMW und PE-UHMW   

Neben Weich- und Hart-PE existieren zudem die Polyethylen-Typen PE-HMW und PE-UHMW. Dabei wird PE-HMW etwa für Surfbretter oder stabile Netze verwendet. PE-UHMW wiederum ist ein Stoff, der in unterschiedlichen Branchen zum Einsatz kommt. So können aus UHWM zum Beispiel Bauteile wie Zahnräder, Prothesen oder Implantate herstellt werden. Der hohe Nutzen des Materials liegt in seiner Beschaffenheit: Es hat einen geringen Abrieb und ist sehr stark und fest.

 

Zur Geschichte des Polyethylen

Polyethylen ist eine Entdeckung des Chemikers Hans von Pechmann, der den Stoff im Jahr 1898 erzeugte. 1933 wurde das Material erstmals unter einem Druck von etwa 1.400 bar und einer Wärmezufuhr von 170 Grad Celsius industriell in England durch die Forscher Reginald Gibson und Eric Fawcett hergestellt. 1963 erhielten Karl Ziegler und Giulio Natta den Nobelpreis für Chemie, weil sie mit dem Ziegler-Natta-Katalysator ein Verfahren entwickelt hatten, das die Polymerisation von Ethen auch unter Normaldruck ermöglichte.

In die industrielle Massenproduktion gelangte Polyethylen ab 1957. Vorrangiger Einsatzort des Materials waren zunächst Rohrleitungssysteme. Es folgte ein bemerkenswerter Aufstieg des Materials. Wie eingangs erwähnt handelt es sich auch heute bei einem großen Teil der weltweit benutzten Kunststoffe um Typen von Polyethylen.

 

Entsorgung und Recycling von Polyethylen

Da so viele verschiedene Produkte des Alltags aus Polyethylen hergestellt werden, spielen eine sinnvolle Entsorgung und das Recycling des Stoffes eine wichtige Rolle. Das betrifft für den Endverbraucher vor allem Verkaufsverpackungen und alle möglichen Arten von Behältern, PE-Flaschen und Tüten. Diese Erzeugnisse sollen dem Wertstoffkreislauf über die Gelben Säcke/Gelben Tonnen zugeführt werden. Nach der Entsorgung durch den Endkonsumenten ist es Aufgabe der dualen Systeme, die Wertstoffe zu sammeln, sie zu sortieren und zu recyceln. Die Finanzierung für diese Aufwände liegen, gemäß ihrer Produktverantwortung, bei den Inverkehrbringern (Händler, Hersteller, Importeure) der Verpackungen; dies verlangte bereits die 1991 eingeführte Verpackungsverordnung, verschärft wurden die Bestimmungen nochmals mit dem seit 1. Januar 2019 geltenden Verpackungsgesetz.

Mittlerweile ist es bei der Sortierung möglich, eine sehr hohe Quote bei der Sortenreinheit des Stoffes zu erreichen, was ein hochwertiges Recycling ermöglicht. Das recycelte Material kann entweder direkt zu neuen Produkten umgeschmolzen oder zu Regranulat verarbeitet werden. So können benutzte Verpackungen aus Polyethylen gut wiederverwertet und zur Herstellung neuer Produkte wie Gefäße, Tonnen, Rohre, Isolierungen, Folien und Säcke verwendet werden.

 

Fazit: Polyethylen als wichtiger Stoff für zahlreiche Anwendungszwecke     

Polyethylen ist aus unserer modernen Wirtschaft und Gesellschaft nicht wegzudenken. Die Varianten des Materials sind in vielen Einsatzgebieten von großem Nutzen und extrem divers einsetzbar. Die Eigenschaften des Stoffes sorgen für Produkte, die im Alltag sowohl im Gewerbe als auch in privaten Haushalten vielseitige Aufgaben erfüllen. Das führt letztlich aber auch zu einer Menge Abfall aus Polyethylen, der korrekt entsorgt und recycelt werden muss.

Umso größer ist hier die Bedeutung der dualen Systeme, die Verpackungen aus Polyethylen über die entsprechenden Rücknahmesysteme in den Wertstoffkreislauf überführen. Denn die aus dem Altmaterial entstehenden Recyclingkunststoffe liefern einen entscheidenden Beitrag dazu, bereits verwendetes Polyethylen nachhaltig (weiter) zu nutzen.

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