kunststoffe – werkstoffe des 21. jahrhunderts · kunststoffe – werkstoffe des 21. jahrhunderts...
Post on 24-Aug-2019
247 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Kunststoffe – Werkstoffe des 21. Jahrhunderts
Dr. Rüdiger Baunemann18. Seminar Kunststoffrecycling in SachsenDresden, 12. Mai 2009
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
2
Werkstoffe und Kultur
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
3
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
5
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
7
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
8
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
10
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
11
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
12
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
13
Ressource Öl
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
14
Heizung, Energie
42%
Treibstoff45%
Andere 5%
Chemie 8%davon
Kunststoff 4%
Zum Verbleib des ÖlsDeutschland
ca. 87% des Öles werden
verbrannt
Ölverwendung in Deutschland
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
15
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
16
Aktueller Sanierungsbedarf in Deutschland
Mindestens 24 von 34 Mio Altbauten sind aus Sicht der Energieversorgung und der Energieverluste sanierungsbedürftig.
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
17
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
18
Wärmedämmwirkung verschiedener Baustoffe
1,6 cm PU-Hartschaumdämmen wie
134,4 cm Beton
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
19
Energiebilanz PUR-Hartschaum
1m³ PUR-Hartschaum braucht zur Herstellung 70 Liter Erdöl...
... und spart innerhalb von 50 Jahren 5.474 Liter leichtes Heizöl
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
20
Kunststoffrohrsysteme für Trink- und Abwasser
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
21
• 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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
22
Funktionale Polymere
Quelle: BASF AG
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
23
Niedrig molekulare Polycarboxylate werden als Viskositätsvermittler z.B bei der Betonverflüssigung eingesetzt
Quelle: BASF AG
Funktionale Polymere
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
24
Abbaubare Kunststoffe/Nachwachsende Rohstoffe
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
25
Alternative Energieerzeugung
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
26
Brennstoffzelle: Prinzip und Aufbau
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
27
Innovationen OLEDs
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
28
Innovationen OLEDs
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
29
Innovationen Luft- und Raumfahrt
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
30
Innovationen
Mikrosystemtechnik
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
31
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
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
32
Nanotechnologie
Source: Bayer MS
Extreme Zugfestigkeit
Hohe Wärmeleitfähigkeit
Nanotubes
Anwendung von der Mikroelektronik bis zur Raumfahrtechnologie
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
33
Aktuelle Themen
• Nachhaltiges Bauen
• Image von Kunststoffen
• Recycling/Beseitigung
• REACh
• Lebensmittelkontakt
• Trinkwasserkontakt
• Brandverhalten
• Innenraumluftqualität
• Bewertung von Nanomaterialien
• Bewertung der Additive
Seminar KunststoffrecyclingDresden, 12. Mai 2009
34
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
35
top related