Elastomere

Produktgruppeninformation

Begriffsdefinition

Unter dem Oberbegriff Elastomere werden alle Werkstoffe zusammengefasst, die gummielastische Eigenschaften aufweisen. Elastomere sind formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe, deren Glasübergangspunkt sich unterhalb der Raumtemperatur befindet. Heute wird eine fast unübersehbare Vielfalt der verschiedensten Kunststoffe unter diesem Oberbegriff zusammengefasst. Kautschuk ist die Bezeichnung für ein vernetzbares (= vulkanisierbares) Polymer, aus dem durch Vernetzen (= Vulkanisieren) Elastomere hergestellt werden können. Der Begriff Kautschuk wird auch für die (vernetzten) Elastomere selbst verwendet. Ursprünglich handelte es sich bei Kautschuk um das aus dem Kautschukbaum gewonnene Latex, das mit Schwefel verarbeitet wird.

1839 gelang Goodyear erstmalig die Vulkanisation von Naturkautschuk. Anfang des 20. Jahrhunderts begann die Herstellung von Synthesekautschuken.

Die Kautschuke werden unterteilt in Naturkautschuk und Synthesekautschuke. In den folgenden Informationen wird bei Synthesekautschuk v.a. Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) als der mengenmäßig mit Abstand wichtigste Vertreter im Bauwesen beschrieben.

Die wichtigsten Synthesekautschuke

Styrol-Butadien-Kautschuk SBR
Polybutadienkautschuk BR
Acrylnitril-Butadienkautschuk NBR
Polychloroprenkautschuk CR
Acrylester-Kautschuk ACM
Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk EVM
Polysulfidkautschuk (Aliphatische Polysulfide ALIPS) SR
Polyurethan_Kautschuk PUR

In der Weiterverarbeitung der Kautschuke durch Vulkanisation zum fertigen Elastomer bestehen keine wesentlichen Unterschiede zwischen Naturkautschuk und den diversen Synthesekautschuken. Aufgrund des sehr unterschiedlichen Gehalts an Füllstoffen und des stark variierenden Vernetzungsgrades können sich die Eigenschaften von Kautschuk-Produkten stark voneinander unterscheiden. Diese Kunststoffe können sich bei Zug- und Druckbelastung elastisch verformen, finden aber danach wieder in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück. Konventionelle Elastomere sind nicht schmelzbar.

Wesentliche Bestandteile

Naturkautschuk wird aus Latex (Pflanzenmilch von Kautschukbäumen) gewonnen. Die Herstellung der Synthesekautschuke erfolgt aus Kombinationen verschiedener Monomere. SBR-Kautschuk wird aus der Umsetzung von Styrol und Butadien hergestellt, CR-Kautschuk wird aus chloriertem Butadien hergestellt. ACM-Kautschuk wird aus Acrylestern, SR-Kautschuk aus aliphatischen Polysulfiden hergestellt.

Charakteristik

Elastomere sind Kunststoffe, die bei niedrigen Temperaturen unterhalb der Raumtemperatur glasartig hart sind und sich bei Raumtemperatur gummielastisch verhalten.

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Kautschuk-Art

Hauptanwendungsbereiche

Naturkautschuk (NR) und Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

Bodenbeläge, Dach- und Dichtungsbahnen, Dichtstoffe, Beschichtungsstoffe, Klebstoffe, Dichtungen, Profile, Elastomerlager, Kabelisolierungen, Rohrverbindungen

Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM, EPDM)

Dichtungsprofile, Dichtungsbahnen

Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR)

Dichtungen, Dichtstoffe

Polychloropren-Kautschuk (CR)

Dichtungsprofile, Bindemittel für Farben und Lacke, Kleber

Acrylester-Kautschuk (ACM)

Dichtungen

Polysulfid-Kautschuk (SR)

Baufugen-Dichtungsmassen, Behälterauskleidungen

Silicon-Gummi

Dichtstoffe, Anstrichstoffe, Imprägnierungen

Der mit großem Abstand wichtigste Markt für SBR-Kautschuk ist die Automobil- bzw. Reifenindustrie.

Produktionsmengen und Verbrauchszahlen

Produktionsmengen 2010 [Mio t]                                               

Deutschland

Europa

Welt

Kunststoff insgesamt

20,7

57

265

Naturkautschuk

10,4

Synthesekautschuk

k.D.v

3,9

14,1

 

Verbrauchszahlen 2010 [Mio t]

Deutschland

Europa

Welt

Kunststoffe insgesamt

13,3 (2009)

46,4

k.D.v.

Kunststoffe Bausektor

2,6 (2009)

9,6

k.D.v

Naturkautschuk

0,27 (2011)

1,4

10,8

Synthesekautschuk

0,44 (2011)

3,4

14,1

k.D.v.: keine Daten verfügbar

Quellen

Wirtschaftsverband der deutschen Kautschukindustrie e. V. wdk, Die Kautschukindustrie 2011, wdk
International Rubber Study Group, Qurterly Statistics, rubberstudy
Produktionszahlen und Verbrauchszahlen:
Consultic, Kunststoffe in Deutschland, Kurzfassung, PlasticsEurope, Brussels, 2010, plasticseurope
PlasticsEurope, Plastics – the Facts 2011, Brussels, 2011, plasticseurope

Elastomere
Elastomere

Planungs- und Ausschreibungshilfen

Grundsätzliches

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Bei den Grundstoffen in WECOBIS handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen.

Grundstoffe werden in der Regel nicht ausgeschrieben. Der Reiter Ausschreibung ist daher bei den Grundstoffen nicht gefüllt. Abhängig von der Nutzung sollten im Fall der Elastomere Produkte bevorzugt werden, die rezykliertes Kautschukgranulat enthalten. Informationen finden sich in den zugeordneten Bauproduktgruppen (s. Links im rechten Navigationsmenü).

Elastomere

Umweltdeklarationen

Zeichen und Labels zur Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Bei den Grundstoffen in WECOBIS handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen.

Für Grundstoffe gibt es in der Regel keine Zeichen und Labels. Informationen finden sich in den zugeordneten Bauproduktgruppen (s. Links im rechten Navigationsmenü).
Umweltproduktdeklaration, PCRs oder Umweltindikatoren sind - sofern für Ausgangsstoffe vorhanden - hier aufgeführt.

Elastomere
Elastomere

Technisches

Technische Daten

 

Naturkautschuk

SBR

CR

ACM

SR

Rohdichte unvulkanisiert [kg/m³]

930

940

1250

 1100

1350

Gebrauchstemperatur-grenzen Langzeit [°C]

60

60

  90

140

 120

Bei den angegebenen Daten handelt es sich um typische Werte, bezogen auf typische Elastomere. Die technischen Daten für spezielle Produkte können stark von den angegebenen Werten abweichen, da sich die Produkte hinsichtlich Vulkanisationsgrad und Anteil von Füllstoffen stark voneinander unterscheiden können.

Technische Regeln (DIN, EN)

DIN ISO 1629

Kautschuk und Latices - Einteilung, Kurzzeichen (ISO 1629:1995), Norm, 2004-11

DIN 78082-1

Rohmaterialien der Kautschukindustrie; Styrol-Butadien-Kautschuke; Kennzeichnende Eigenschaften

ISO 3417

Kautschuk und Elastomere - Bestimmung des Vernetzungsverhaltens mit einem Vulkameter mit Rotor

DIN ISO 3302

Gummi - Toleranzen für Fertigteile

DIN EN ISO 1043-1

Kunststoffe - Kennbuchstaben und Kurzzeichen - Teil 1: Basis-Polymere und ihre besonderen Eigenschaften

DIN EN ISO 1043-2

Kunststoffe - Kennbuchstaben und Kurzzeichen - Teil 2: Füllstoffe und Verstärkungsstoffe

DIN EN ISO 1043-3

Kunststoffe - Kennbuchstaben und Kurzzeichen - Teil 3: Weichmacher

DIN EN ISO 1043-4

Kunststoffe - Kennbuchstaben und Kurzzeichen - Teil 4: Flammschutzmittel

Bauregelliste

Das Deutsche Institut für Bautechnik stellt in den Bauregellisten A, B und C die technischen Regeln für Bauprodukte und Bauarten sowie bauaufsichtlich geregelte und nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten auf.
Nach Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder wird die Bauregelliste bekannt gegeben. Erwerb und weiterführende Informationen zu Bauregelliste und ihren Regelungsbereichen siehe unter → www.dibt.de
Eine Darstellung und Erläuterungen zur Klassifizierung von Bauprodukten siehe im Lexikon → Klassifizierung von Bauprodukten

Elastomere

Literaturtipps

Consultic, Kunststoffe in Deutschland, Kurzfassung, PlasticsEurope, Brussels, 2010, plasticseurope

Georg Abts: Einführung in die Kautschuktechnologie. Hanser-Verlag, 2007, ISBN 3-446-40940-8

Röthemeyer, F. / Sommer, F.: Kautschuk-Technologie-Werkstoffe, Verarbeitung, Produkte, 2. überarbeitete Auflage, Carl Hanser Verlag 2006.

PlasticsEurope, Plastics – the Facts 2011, Brussels, 2011, plasticseurope

Zrunek Gummiwaren GmbH (zrunek): Elastomer Eigenschaften, Beständigkeitsliste; Download

Elastomere

Rohstoffe / Ausgangsstoffe

Hauptbestandteile

Naturkautschuk (NR): Naturkautschuk wird aus dem Pflanzensaft der Kautschukbäume und somit aus natürlichen Ressourcen gewonnen. Rohstoffquellen für die Herstellung von Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Acrylester-Kautschuk (ACM), Polychloropren-Kautschuk (CR) und Polysulfidkautschuk (SR) sind Erdöl und Erdgas, zu einem geringen Teil wird Kohle verwendet. Zur Herstellung von CR wird Chlor verwendet (→ Polyvinylchlorid und Chlorchemie). Die Rohstoffe zur Herstellung der diversen Vulkanisations-Chemikalien können aufgrund ihrer Vielfalt hier nicht diskutiert werden.

Rohstoffbedarf pro kg Kunststoff

Naturkautschuk

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

nachwachsende Rohstoffe

Überwiegender
Anteil

-

fossile Rohstoffe [kg]

Geringer Anteil

Styrol: 1,8 / Butadien: 1,4

mineralische Rohstoffe [kg]

k.A.v.

Styrol: 0,005 / Butadien: 0,001

Wasserverbrauch ohne Kühlwasser [l]

Wasserverbrauch mit Kühlwasser [l]

k.A.v.

Styrol: 3,7 / Butadien: 1,3

Styrol: 143,3 / Butadien: 182,7

k.A.v.: keine Angaben verfügbar

Die Zahlenwerte stammen aus den Ökoprofilen von PlasticsEurope (siehe Quellen). Sie beziehen sich auf den Bedarf für die Herstellung der angegebenen (Vor-) Produkte inklusive Additive und Hilfsstoffe. Nicht berücksichtigt sind die Vulkanisation und Weiterverarbeitung der Kautschuke.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Naturkautschuk wird in den tropischen Regionen rund um die Erde gewonnen.
Synthesekautschuk ist ein Produkt aus fossilem Erdöl (siehe Lexikon / fossile Rohstoffe).

Naturkautschuk weist aufgrund der Verwendung nachwachsender Rohstoffe aus ökologischer Sicht eine vergleichsweise günstige Bilanz auf. Dabei nicht berücksichtigt sind die Umweltprobleme, die mit dem großflächigen Anbau von Kautschuk in Monokulturen verbunden sind (Düngung, Pestizideinsatz usw.). Eine naturnahe Bewirtschaftung waldähnlicher Plantagen ist möglich.

Verfügbarkeit

Als nachwachsender Rohstoff ist Naturkautschuk unerschöpflich. Die benötigte Produktionsfläche steht jedoch in Konkurrenz zu Naturräumen und den Anbauflächen für Lebensmittel oder andere technische Produkte wie z.B. Biotreibstoffen und ist nur begrenzt verfügbar.

Mit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von Synthesegummi und anderen Kunststoffen in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe zur Herstellung von Synthesekautschuk auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Vulkanisiertes Kautschuk lässt sich nicht erneut als Rohkautschuk verwenden. In der Produktion technisch hochwertiger Produkte wie Altreifen kann vulkanisiertes Kautschuk nur als Zuschlagstoff verwendet werden. Allerdings wird geschredderter Kautschuk für Produkte im Bausektor verwendet. Eine nicht abschließende Auswahl umfasst Bodenbeläge, Gummischrotmatten, Fahrbahnschwellen.

Radioaktivität

Radioaktivität spielt bei Naturkautschuk und bei Synthesekautschuk keine Rolle.

Landinanspruchnahme (Landuse)

Die Inanspruchnahme von Fläche ist bei der Gewinnung von Naturkautschuk beträchtlich. Allerdings ist die Nutzung der dauerhaften Plantagen naturnah möglich, da sie einen waldartigen Charakter haben und weiteren Pflanzen und Tieren Lebensraum bieten können.

Synthesekautschukgewinnung ist dagegen mit geringem Flächenverbrauch für die Erdölgewinnung und die Raffineriestandorte verbunden, allerdings können die Flächen zerstörter Naturräume durch Tankerunfälle beträchtlich sein.

Quellen

I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Styrene, PlasticsEurope, Brussels, 2005

I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Butadiene, PlasticsEurope, Brussels, 2005

PlasticsEurope, Eco-profiles and Environmental Declarations PlasticsEurope Version 2.0 (April 2011), Life Cycle Inventory (LCI) Methodology and Product Category Rules (PCR) for Uncompounded Polymer Resins and Reactive Polymer Precursors, Brüssel 2011

K. Reschner, Recycling von Altreifen und anderen Elastomeren, Online-Quelle abgerufen am 27.7.2012

Elastomere

Herstellung

Prozesskette

Prozesskette Elastomere

Herstellungsprozess

Bei Naturlatex handelt es sich um eine wässrige Dispersion von 1,4-Polyisopren. Der aus Pflanzen gewonnene Rohlatex wird am Ort der Gewinnung mit Chemikalien gegen Abbau stabilisiert und durch die Entfernung von Wasser getrocknet. Anschließend wird der Naturkautschuk chemisch oder durch Räuchern stabilisiert und als sog. "smoked sheets" in den Handel gebracht.

Die Herstellung von Synthesekautschuk erfolgt in der Großchemie und geht in den meisten Fällen von Massenprodukten der Grundstoffchemie wie Styrol, Butadien, Propylen usw. aus. Die Herstellung ist vergleichbar mit derjenigen anderer Massenkunststoffe.

Die Kautschuke werden in Betrieben der Elastomer- und Gummiindustrie zu den Endprodukten verarbeitet. Kritischer Schritt hierbei ist die Vulkanisation (Vernetzung der Polymerketten), die  unter Einsatz giftiger Schwefelverbindungen oder Peroxide erfolgt.

Umweltindikatoren / Herstellung

Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren in WECOBIS soll zukünftig ausschließlich die Datenbank Ökobau.dat des Informationsportals Nachhaltiges Bauen des BMUB liefern.
Die Ökobau.dat stellt Umweltprofile für Bauprodukte bereit, die als erforderliche Datengrundlage für die Lebenszyklusanalyse eingesetzt werden. Für Bauprodukte gibt es Herstellungs- und End-of-Live- Datensätze.

Diese umfangreiche Sammlung verifizierter Daten steht unter http://www.nachhaltigesbauen.de/oekobaudat/ zur Ansicht zur Verfügung.
Datensätze zu Kunststoffen als Grundstoffe liegen noch nicht vor (Stand 07/2013).

Download des gesamten Datensatzes unter
Ökobau.dat

Da in der Herstellung von Bauprodukten ein großer Anteil der verursachten Umweltbelastungen auf den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energieträgern zurückzuführen ist, stellt die Graue Energie (kumulierter Primärenergieaufwand nicht erneuerbar) dafür einen guten Indikator dar.

Im Kapitel Energieaufwand finden sich ggf. allgemeine Informationen zum Thema, die die Produktgruppe prägen.

Energieaufwand

Für die Herstellung von Naturkautschuk ist der Energieaufwand trotz großer Transportdistanzen bedingt durch die Nutzung der externen Energiequelle Sonne und durch die naturnahe Gewinnung der Latexmilch durch Ritzen der Bäume und selbständigen Austropfen der Emulsion signifikant niedriger als für die Herstellung von Synthesekautschuk.

Graue Energie

Daten zur Grauen Energie sind nur für die Vorprodukte Styrol und Butadien bekannt. Diese stammen aus den Ökoprofilen von PlasticsEurope (siehe Quellen). Der Energieaufwand für die Herstellung von Naturkautschuk beträgt etwa ein Zehntel des Energieaufwands zur Herstellung von Synthesekautschuk. Die Graue Energie zur Herstellung der Kautschukmischung, einschließlich der mechanischen Bearbeitung beträgt rund  25,0 kWh/kg ~ 90,0 MJ/kg.1

Graue Energie pro kg Kunststoff

Einheit

Naturkautschuk

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

Kumulierter nicht-erneuerbarer Energieaufwand Vorprodukte

[MJ/kg]

k.D.v.

Styrol: 82,4

Butadien: 64,7

Kumulierter nicht-erneuerbarer Energieaufwand Endprodukt

[MJ/kg]

k.D.v.

k.D.v.

k.D.v.: keine Daten verfügbar

Charakteristische Emissionen

Bei der Herstellung von Elastomeren werden krebserregende Nitrosamine freigesetzt, die einen sorgfältigen Arbeitsschutz bei der Herstellung und Verarbeitung erforderlich machen.

Die Ökobilanz für die Herstellung der Vorprodukte Styrol und Butadien, die in der Produktion von Styrol-Butadien-Kautschuk verwendet werden, werden in den Ökoprofilen von PlasticsEurope ausgewiesen. Für die Endprodukte Naturkautschuk und Styrol-Butadien-Kautschuk sind keine Ökobilanzdaten verfügbar.

Treibhausgaspotential pro kg Kunststoff

Naturkautschuk

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

Treibhausgaspotential Vorprodukte [kg CO2-eq/kg]

k.D.v.

Styrol: 3,1

Butadien: 1,2

Treibhausgaspotential Endprodukt [kg CO2-eq/kg]

k.D.v.

k.D.v.

k.D.v.: keine Daten verfügbar

 

Ausgewählte Emissionen pro kg Kunststoff

Naturkautschuk

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

Luftemissionen

Schwefeloxide SOx [g SO2-eq / kg]

k.D.v.

Styrol: 6,5

Butadien: 2,0

Endprodukt: k.D.v.

 

Stickoxide Nox [g NO2-eq / kg]

k.D.v.

Styrol: 4,3

Butadien: 2,0

Endprodukt: k.D.v.

 

Kohlenmonoxid [g CO / kg]

k.D.v.

Styrol: 3,6

Butadien: 1,7

Endprodukt: k.D.v.

Abwasseremissionen

Salze, gesamt [g] / kg

k.D.v.

Styrol: 1,2

Butadien: 5,5

Endprodukt: k.D.v.

Endprodukt: k.D.v

 

Kohlenwasserstoffe [g TOC / kg]

k.D.v.

Styrol: 0,04

Butadien: 0,02

Endprodukt: k.D.v

k.D.v.: keine Daten verfügbar

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Bei der Herstellung der Vorprodukte sind als Gefahrstoffe mit erheblichem Risikopotential beteiligt:  Benzol,  Ethylen, Butadien,  Acrylnitril sowohl für die Menschen in den Herstellungsprozessen wie auch für die Umwelt bei Störfällen in den Anlagen und Transportunfällen zwischen den Anlagen. Zur Herstellung, Vulkanisation und Eigenschaftsmodifikation von Kautschuken wird eine Vielzahl von Additiven verwendet, die hier nicht detailliert diskutiert werden können.

Transport

Naturkautschuk wird fast ausschließlich in Asien gewonnen und veredelt. Von dort wird er weltweit zu den Endverarbeitern exportiert.

Die Produktions- und Verbrauchsmengen von synthetischen Kautschuk halten sich auf allen Kontinenten ungefähr die Waage. Die Rohstoffe wie auch die Gebrauchsgüter werden jedoch weltweit gehandelt.

Quellen

Primärenergieaufwand: Kurt Reschner, Berlin  EnTire-Engineering, 2008

I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Styrene, PlasticsEurope, Brussels, 2005

I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Butadiene, PlasticsEurope, Brussels, 2005

1Kurt Reschner, Berlin  EnTire-Engineering, 2008

Elastomere

Verarbeitung

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Bei den Grundstoffen in WECOBIS handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen.

Auf der Baustelle erfolgt keine chemische Verarbeitung von Elastomeren. Der Reiter Verarbeitung ist daher nicht vollständig gefüllt. Informationen finden sich in den zugeordneten Bauproduktgruppen (s. Links im rechten Navigationsmenü).

REACH / CLP

Die REACH-Verordnung regelt die Herstellung, das Inverkehrbringen und den Umgang mit Industriechemikalien. Zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, dient die CLP-Verordnung (Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen), um ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu gewährleisten.

Wird ein Produkt nicht als Stoff oder Gemisch, sondern als Erzeugnis eingestuft, ist kein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden.

Kunststoffe werden als Stoffe eingestuft.

Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher  in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Gefahrensätze, wie sie von den Produzenten im Rahmen des REACH-Verfahren gemeldet wurden. Die Tabelle führt alle Notifikationen auf, die von einer größeren Anzahl Produzenten gemeldet wurden. Zum Zeitpunkt der Informationsbeschaffung existiert keine harmonisierte Einstufung (Juni 2012). Ein Handelsprodukt wird nicht in jedem Fall alle H-Sätze ausweisen. Informationen über konkrete Produkte können dem Sicherheitsdatenblatt des Produkts entnommen werden.

Stoff

Notifizierte Klassifikationen

Naturkautschuk

H317: Kann allergische Hautreaktionen verursachen.

H334: Kann bei Einatmen Allergie, asthmaartige Symptome oder Atembeschwerden verursachen

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

H412: Schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung.

Elastomere

Nutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Über eine eventuelle Schadstoffabgabe aus Elastomer-Produkten liegen keine detaillierten Informationen vor. Bei einer Anhäufung von Elastomeren kann es in geschlossenen Räumen aufgrund von Ausdünstungen zu Geruchsbelästigungen kommen. Synthesekautschuke gehören zu den geruchsintensiven Stoffen. Es wurde nachgewiesen, dass beispielsweise bei der Herstellung von SBR-Rückenschichten für Teppichböden geruchsintensive Stoffe entstehen, die noch über längere Zeit an die Luft abgegeben werden.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Elastomere schmelzen nicht und tropfen nicht ab, womit sie nicht zur Brandausbreitung beitragen. Elastomere brennen unter sehr starker Qualmentwicklung. Aufgrund des enthaltenen Schwefels (aus der Vulkanisation) und anderer Additive können ätzende und toxische Brandgase entstehen. Das Brandverhalten hängt stark vom Anteil der inerten Füllstoffe im jeweiligen Produkt ab.

Für Elastomere, die Brandbelastungen ausgesetzt sind, kommen eigentlich nur zwei Kautschuktypen, nämlich Silikon- oder Chloroprene (Neopren) in Frage. Diese Elastomere sind flammwidrig und unterstützen keine Verbrennung. Wirkt eine Flamme auf den Werkstoff ein, brennt das Material mit, erlischt aber sofort oder nach wenigen Sekunden Nachbrenn- oder Nachglühdauer. Diese Werkstoffe sind also selbstverlöschend. Chloropren-Kautschuk ist nach DIN 4102 „schwerentflammbar“. Der Flammpunkt von Silikonkautschuk liegt bei 750 °C und die Zündtemperatur bei 450 °C. Die LOI-Werte liegen weit über dem kritischen Wert für die ungefähre Sauerstoffkonzentration der Luft von 21 % (LOI ist die Kurzbezeichnung für Limiting Oxygen Index, dem sog. Sauerstoff-Index, der angibt bei welcher Sauerstoffkonzentration in einem Stickstoff-Sauerstoff-Gemisch der Kunststoff nicht selbsttätig weiterbrennt).

Brandverhalten einiger Elastomere

Polymer

LOI %

Rauch-
dichte

Brandlast
[MJ/kg]

Polychloropren (CR)

36,5

65

20,9

Chlorsulfatpolyethylen (CSP)

30,7

85

15,9

Nitril-/PVC-Mischung (NBR/PVC)

30,6

136

20,5

Siliconkautschuk (VMQ)

26 - 42

45

15,9

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

21,6

265

17,6

Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPR)

23,5

280

36,0

Chemisch vernetztes Polyethylen (VPE)

20

205

41,9

Polyvinylchlorid (PVC)

24,3

265

22,2

Quelle: Chemiedidaktik, Uni Wuppertal

Um besonders hohe Flammfestigkeiten zu erreichen, werden Zusätze wie Al(OH)3-Hydrat oder Spuren von Platinverbindungen und TiO2 eingesetzt (selbstverlöschende Qualitäten).

Wassereinwirkung

Elastomere sind gut wasserbeständig.

Beständigkeit Nutzungszustand

Je nach Verwendung gelten Produkte aus Elastomeren als sehr beständig. Jedoch sind beispielsweise Elastomere in Widerlagern einem entsprechenden mechanischen Verschleiß unterworfen.

Für die verschiedenen Kautschuktypen lassen sich folgende Beständigkeiten angeben:

 

Oxidation

Mineralöl

Organische
Lösemittel

Wasser, Säuren,
Laugen

Naturkautschuk (NR)

mäßig

allgemein gering oder unterschiedlich

unbeständig

gut

Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR)

gut

mäßig

unbeständig

gut

Acrylester-Kautschuk (ACM)

hervorragend

hervorragend

allgemein gering oder unterschiedlich

allgemein gering oder unterschiedlich

Polychloropren-Kautschuk (CR)

sehr gut

sehr gut

mäßig

sehr gut

Polysulfidkautschuk (SR)

sehr gut

hervorragend

hervorragend

gut

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.
Datenbank als PDF

Elastomere

Nachnutzung

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Bei einem geordneten Rückbau kommt es zu keinen besonderen Umwelt- oder Gesundheitsrisiken durch Elastomere.

Wiederverwendung

Eine Wiederverwendung von Elastomeren findet in der Praxis nicht statt.

Stoffliche Verwertung

Eine stoffliche Verwertung der Elastomere erfolgt z.Zt. nur zur Substitution von Füllstoffen in neuen Produkten. Gummimehl aus Altreifen wird als Füllstoff in neuen Bodenbelägen eingesetzt. Dieses sog. Downcycling ist ökologisch von geringerem Wert, weil dadurch Neukautschuk in technisch anspruchsvollen Anwendungen nicht ersetzt werden kann.

Wegen der beträchtlichen Abfallmenge von Altreifen ist eine Erweiterung der Verwertungsangebote z.B. aus dem Baugewerbe sehr von Nöten. Aufgrund der schallschluckenden Eigenschaften von geschreddertem Gummi ist dieses sehr gut als Unterlage für schwimmenden Estrich geeignet.

Energetische Verwertung

Elastomere können aufgrund ihres Heizwertes > 11 MJ/kg energetisch verwertet werden.

Dies erscheint auch bei Elastomeren mit erhöhtem Füllstoffgehalt (z.B. Bodenbeläge) sinnvoll, obwohl ihr Heizwert im Vergleich zu anderen Kunststoffen eher gering ist. Bei der Verbrennung entstehen i.d.R. relativ große Mengen an Rückständen aus den Füllstoffen oder den häufig verwendeten Zinkstabilisatoren. Der enthaltene Schwefel (Vernetzungsmittel) kann zu erheblichen Emissionen führen, weshalb eine Verbrennung nur in Anlagen mit entsprechender Rauchgasreinigung durchgeführt werden darf.

Die großen Mengen von Elastomeren aus Altreifen werden in Deutschland vor allem in Zementwerken energetisch verwertet. Diese Verwertung ist energetisch und ökologisch sinnvoll, da der Heizwert dieser Elastomere mit 30 - 40 MJ/kg relativ hoch ist und die Rückstände in die Zementmatrix eingebunden werden, sodass sie praktisch nicht mehr mobil sind. Allerdings können nicht unbegrenzt Altgummi in Zementdrehrohöfen verbrannt werden, da die Reststoffe der Verbrennung die geforderten Eigenschaften der gewonnenen Zemente beeinträchtigen können.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Die Ablagerung von Elastomer-Bauprodukten ist seit 2005 nicht mehr möglich, da organische Abfälle gemäß TA-Siedlungsabfall nicht abgelagert werden dürfen.

EAK-Abfallschlüssel

17 02 03 Kunststoff (Bau- und Abbruchabfälle)

Weitere mögliche EAK-Abfallschlüssel aufgrund der verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten.