Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts
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Kunststoffe – Werkstoffe des 21. Jahrhunderts. Dr. Rüdiger Baunemann. Werkstoffe und Kultur. Das Netzwerk von PlasticsEurope. World Plastics Production 1950 – 2005 Average Annual Growth Rate Over 55 Years Period: 9.9 %. m tons. Plastics are a global success story

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Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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: > 50 m t

  • 1989: > 100 m t

  • 2002: > 200 m t

  • 2005 : 230m 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


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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 %

Deutschland

8,0 %

Sonst. Welt

4,5 %

Frankreich

3,0 %

Italien

2,0 %

Sonst. WE

2,5 %

Spanien

1,5 %

UK

1,5 %

Benelux

5,0 %

Quelle: PEMRG, PED AA-Mafo


Die kunststoffindustrie

Polymererzeuger

„Die Kunststoffindustrie“

Kunststoffverarbeiter

Kunststoff -Additivhersteller

Kunststoff

-

Maschinenbau


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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 %

Keramik, Glas 2,4 %

Straßen-

fahrzeuge

22,2 %

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 %


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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

  • Spritzguss&Extrusion

  • ...

  • Dichte

  • Leichtbau

  • Beschleunigung

  • ...


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

Evolution der Kunststoffentwicklung

Realität

1975

Prognose

1975 für 2000

Realität

2000

<< 1%

14%

LCP

PEEK

30%

PPS PAR PES

High performance plastics

<< 1%

85%

Engineering plastics

14%

PC PETPBT

PA PC/ABS POM

45%

PPO/PS ABS PMMA

Standard

plastics

86%

25%

HDPE LDPE/LLDPE PP PS PVC

Source: BASF


Evolution neuer kunststoffe
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

POM/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


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

Eigenschaftsdesign durch Additive

* Without fillers and pigments



The top issues
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

High

Very high

Likelihood


Risikodiskussion
Risikodiskussion

Risikomanagement

Risikobewertung

Risikokommunikation


Politik und rahmenbedingungen
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


Aktuelle diskussionen

PBDE

Cadmium

Lead

Tinorganic compounds

BADGE

Phthalates

ADC/SEM

2-EHA

Nonylphenoles

Antimony

ITX

Chlorine

BPA

Vinylchloride

Aktuelle Diskussionen

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.


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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%


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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 %


Aktueller sanierungsbedarf in deutschland
Aktueller Sanierungsbedarf in Deutschland

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


Politische ziele und ma nahmen zum klimaschutz
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

Gesamtreduktion ggü. heute:

270

Mio. t CO2 Äquivalent

Quelle: BMU 26.4.2007


Energetische altbausanierung 3 liter haus in deutschland
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 :

    • > 20 Mio. zu sanierende Wohneinheiten

    • von 25 auf 7 l/m²

    • > 80 Mio t CO2 p.a.

A

PVC

3-fach-Fenster

Latentwärme-

speicher-Putz

A

B

B

Brenn-stoffzelle

Quelle: BASF


W rmed mmwirkung verschiedener baustoffe
Wärmedämmwirkung verschiedener Baustoffe

1,6 cm PU-Hartschaumdämmen wie 134,4 cm Beton


Energiebilanz pur hartschaum
Energiebilanz PUR-Hartschaum

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

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


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

Funktionale Polymere

Quelle: BASF AG








Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

Innovationen

Mikrosystemtechnik


Kunststoffe werkstoffe des 21 jahrhunderts

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


Nanotechnologie
Nanotechnologie

Extreme Zugfestigkeit

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Nanotubes

Anwendung von der Mikroelektronik bis zur Raumfahrtechnologie

Source: Bayer MS