Produktgruppeninformation
Begriffsdefinition
Unter dem Oberbegriff Acrylharze oder Polyacrylharze werden wärmehärtbare, synthetische Harze zusammengefasst, die durch Polymerisation von Acrylsäureestern oder Methacrylsäureestern entstehen. Auch Copolymere mit Styrol oder Vinylestern gehören zu dieser Gruppe. Die Harze selbst sind viskose unvernetzte Polymere, die als Rohstoffe z.B. für Farben, Lacke und Kleber dienen. In den folgenden Informationen wird die Gruppe der Acrylate am Beispiel Polymethylmethacrylat (PMMA) behandelt. PMMA wurde 1929 unter dem Handelsnamen Plexiglas auf den Markt gebracht und wird zur Herstellung von Verglasungen und für transparente Teile verwendet.
Wesentliche Bestandteile
Die chemische Struktur von PMMA ist relativ komplex. Die untenstehende Strukturformel zeigt einen der Abschnitte des Polymers (das Monomer), welche sich zum Polymer aneinanderreihen.
Charakteristik
Polymethylmethacrylat (PMMA) ist ein glasklarer, thermoplastischer Kunststoff von guter Beständigkeit.
Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und Gesundheitsrelevanz
PMMA gilt als sehr beständig. Spezifische Umwelt- oder Gesundheitsgefahren sind nicht bekannt.
Anwendungsbereiche (Besonderheiten)
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Kunststoff-Art |
Hauptanwendungsbereiche im Bauwesen |
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PMMA |
Verglasungen, Oberlichter, Installationen, transparente Leitungen |
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Acrylatharze |
Bindemittel von Dünnbettmörteln, kunstharzvergütetem Beton, Beschichtungen, Lacken, Klebstoffen |
Produktionsmengen und Verbrauchszahlen
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Produktionsmengen 2023 [Mio t] |
Deutschland |
Europa |
Welt |
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Kunststoff insgesamt |
11,4 |
54 |
413,8 |
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Verbrauchszahlen 2023 [Mio t] |
Deutschland |
Europa |
Welt |
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Kunststoff insgesamt |
11,3 |
53,3 |
k.D.v |
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Bausektor |
3,7 (2021) |
12,5 |
k.D.v |
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PMMA |
0,07 (2015) |
0,2 (2021) |
k.D.v |
k.D.v.: keine Daten verfügbar
Polyacrylate sind rein mengenmäßig von untergeordneter Bedeutung.
Einteilungssystematik
Der Überbegriff der Polyacrylate umfasst zahlreiche Verbindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Die Tabelle gibt eine Übersicht über die verschiedenen Acrylpolymere. Im Baubereich von Bedeutung sind PMMA und Acrylatharze.
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Polyacrylat |
Wichtigste Eigenschaft |
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Polymethylmetacrylat PMMA |
Transparenter harter Kunststoff |
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Acrylatharze |
Gute Haftung auf organischen und mineralischen Oberflächen |
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Polyacrylsäure |
Superabsorber für Flüssigkeiten |
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Polyacrylamid |
Gelbildner, Flockungsmittel |
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Polyacrylnitril |
Organische Faser |
Quellen
Gesundheitsgefahren; 1995; Bremer Umweltinstitut e.V.; Bremen
Creemers 96; Thermoplastische Elastomere, eine Übersicht in Kunststoffe 86 (12); 1996
G. Beer; Kunststoffe 86 (10); 1996;
J.Brandrup (Hrsg.); Die Wiederverwertung von Kunststoffen; 1995; Hanser Verlag; München
P. Kindermann; Bauen mit Kunststoffen und neuen Baustoffen, Band 1; 1995;
U. Berghaus; Kunststoffe 97 (5); 1997;
FfE Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. München; Ganzheitliche Bilanzierung von Grundstoffen und Halbzeugen, Teil IV Kunststoffe, Juli 1999.
Produktionszahlen und Verbrauchszahlen:
Consultic, Kunststoffe in Deutschland, Kurzfassung, PlasticsEurope, Brussels, 2016, plasticseurope
Stoffstrombild Kunststoffe in Deutschland 2023 -Zahlen und Fakten zum Lebensweg von Kunststoffen, Kurzfassung der Conversio Studie, 2024, BKV GmbH
PlasticsEurope, Plastics – the fast Facts 2024, Brussels, 2024, plasticseurope
Technisches
Technische Daten
Technische Daten für Polymethylacrylat (PMMA). Bei den angegebenen Daten handelt es sich um typische Werte, bezogen auf die angegebenen Kunststoffe in Reinform. Die technischen Daten für spezielle Produkte können von den angegebenen Werten abweichen.
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Gebrauchstemperaturgrenzen Langzeit [°C] |
50-73 |
Beständigkeit
Beständig gegen Feuchtigkeit, Basen und Säuren, sehr beständig gegen Salzlösungen. Nicht beständig gegenüber Oxidationsmitteln und organischen Lösemitteln.
Technische Baubestimmung
Die allgemeinen Anforderungen an bauliche Anlagen und die Verwendung von Bauprodukten werden in den Landesbauordnungen geregelt. Bei Bedarf können diese allgemeinen Vorgaben durch Technische Baubestimmungen konkretisiert werden. Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) macht im Auftrag der Länder die Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen (MVV TB) bekannt, die als Grundlage für die Umsetzung in Landesrecht dient.
Weitere Informationen dazu bzw. produkt- und bauartspezifische Informationen siehe
→ DIBt / Informationsportal Bauprodukte und Bauarten
→ DIBt / Zulassungs- und Genehmigungsverzeichnisse
Technische Regeln (DIN, EN)
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DIN EN ISO 24026-1-2 |
Kunststoffe - Polymethylmethacrylat (PMMA)-Formmassen |
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DIN EN ISO 7823-1-3: |
Kunststoffe - Tafeln aus Polymethylmethacrylat - Typen, Maße und Eigenschaften |
Quellen
Physikalische Eigenschaften: Produzentenangaben diverser Hersteller
Rohstoffe / Ausgangsstoffe
Hauptbestandteile
Abb. 2.1.1 / Elementare Zusammensetzung PMMA
Polymethylmethacrylat wird ausschließlich aus fossilen Rohstoffen hergestellt und gehört zu den rohstoffintensiven Stoffen.
Umwelt- und Gesundheitsrelevanz
Abb. 2.1.2 / Rohstoffherkunft PMMA
Gewinnung der Primärrohstoffe
Alle Polyacrylate, auch Polymethylmethacrylat (PMMA) werden fast ausschließlich aus fossilen Rohstoffen hergestellt. Die ökologischen Folgen der Gewinnung der fossilen Rohstoffe sind im zugehörigen Lexikonbegriff beschrieben. Zur Herstellung der äußerst giftigen Blausäure wird Ammoniak verwendet (zur Herstellung von Ammoniak -> Formaldehydharze).
Verfügbarkeit
Mit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von Polyacrylaten und anderen Kunststoffen in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe zur Herstellung von Polyacrylaten auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre.
Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen
Produktionsabfälle aus der PMMA-Produktion können wieder in der Produktion eingesetzt werden.
Radioaktivität
Polyacrylate sind nicht radioaktiv.
Landinanspruchnahme (Landuse)
Die Erdölgewinnung und Verarbeitung beansprucht verhältnismäßig kleine Flächen. Allerdings können Tankerunfälle zu großräumigen Verschmutzungen führen.
Quellen
Poly methyl methacrylate (PMMA): resin, cast sheets and extruded sheets PlasticsEurope, 2024
PlasticsEurope: Eco-profiles and Environmental Product Declarations of the European Plastics Manufacturers, Polycarbonate (PC), Brussels, 2011
Herstellung
Prozesskette
Herstellungsprozess
Zur Herstellung von monomerem Methylmethacrylat wird das Zwischenprodukt Aceton mit Blausäure (HCN) zu Acetoncyanhydrin umgesetzt. Dies ist ein kritischer Prozess, der in chemischen Großbetrieben stattfindet. Durch Polymerisation von Methylmethacrylat (MMA) entsteht Polymethylmethacrylat (PMMA). Das PMMA-Granulat wird an die verarbeitende Industrie geliefert, welche dieses zur Herstellung von Fertigprodukten (z. B. Oberlichter) verwendet.
Umweltindikatoren / Herstellung
Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren (z.B. Primärenergieaufwand, Treibhauspotential) von Bauprodukten liefert die Online-Datenbank ÖKOBAUDAT des Informationsportals Nachhaltiges Bauen. Die Plattform ÖKOBAUDAT stellt Umweltprofile bereit, die als erforderliche Datengrundlage für die Ökobilanzierung (Lebenszyklusanalyse) von Gebäuden eingesetzt werden.
In der Herstellung von Bauprodukten ist ein großer Anteil der verursachten Umweltbelastungen auf den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energieträgern zurückzuführen. Der in den Datensätzen geführte "kumulierte Primärenergieaufwand nicht erneuerbar" (Graue Energie, PENRT) ist daher ein wichtiger Umweltindikator für den Ressourcenverbrauch und i.d.R. gleichgerichtet mit dem Treibhauspotential (GWP), einem wichtigen Indikator der Umwelt(aus)wirkungen.
Für Bauprodukte gibt es Herstellungs- und End-of-Live-Datensätze in der ÖKOBAUDAT. Aus dem Bereich der Grundstoffe/Ausgangsstoffe findet man dort nur für direkt als Bauprodukte einsetzbare Materialien entsprechende Datensätze wie z.B. für Bindemittel (Gips, Zement, Kalk usw.) oder Zuschläge (Gesteinskörnungen). Datensätze zu Kunststoffen als Ausgangsstoffe findet man dort nicht.
→ Datenbank der ÖKOBAUDAT
Graue Energie
Die Produktion von PMMA ist sehr energieintensiv. In den Daten der Ökoprofile von PlasticsEurope gibt es dazu weitere Informationen (siehe Quellen).
Charakteristische Emissionen
Die Emissionen der Herstellung werden in den den Ökoprofilen von PlasticsEurope ausgewiesen (siehe Quellen).
Maßnahmen Gesundheitsschutz
Bei der Herstellung der Vorprodukte ist u.a. Blausäure (HCN) als Gefahrstoff mit erheblichem Risikopotential beteiligt. Blausäure ist als sehr giftig und hochentzündlich eingestuft. Auch in den verarbeitenden Betrieben entstehen Emissionen. Methylmethacrylat ist als Gefahrstoff eingestuft, es besteht die Gefahr der Sensibilisierung. In den verarbeitenden Betrieben sind umfangreiche Arbeitsschutzmaßnahmen notwendig.
Blausäure rein: Reine Blausäure ist als Flüssigkeit und als Dampf extrem entzündbar (H224), es besteht Lebensgefahr beim Einatmen (H330), sie ist sehr giftig für Wasserorganismen (H400) auch mit langfristiger Wirkung (H410).
Blausäure gelöst: Gelöste Blausäure kann tödlich sein beim Verschlucken, Hautkontakt oder Einatmen (H300, H310, H330), sie ist sehr giftig für Wasserorganismen (H400) auch mit langfristiger Wirkung (H410).
Methylmetacrylat ist als Flüssigkeit und als Dampf leicht entzündbar (H225), es verursacht Hautreizungen (H315) und kann allergische Hautreaktionen verursachen (H317), dazu kann es die Atemwege reizen (H335).
Quellen
Poly methyl methacrylate (PMMA): resin, cast sheets and extruded sheets PlasticsEurope, 2024
European Chemicals Agency, C&L Inventory Database, ECHA
Verarbeitung
Arbeitshygienische Risiken
Allgemeines
Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Bei den Grundstoffen in WECOBIS handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen.
Risiken bei der Verarbeitung auf der Baustelle entstehen nur bei Acrylharzen als Bindemittel von Bauchemikalien. Diese sind im Vergleich zu den 2K-Reaktionsharzen (Polyurethanharze, Epoxidharze) jedoch verhältnismäßig gering. Weitere Informationen zu Vorsichtsmaßnahmen und Gefährdungen sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten.
REACH / CLP - Informationspflicht zu SVHC
Flüssige, pastöse, pulvrige Bauprodukte oder deren Ausgangsstoffe (z.B. Dichtmassen, Klebstoffe, Beschichtungen, Farben, Mörtel + Estriche, Schüttungen, Frischbeton, Betonzusatzmittel, Bindemittel, Kunststoffe usw.) werden als Gemisch eingestuft.
Die europäische Chemikalienverordnung REACH unterscheidet Produkte in Stoffe, Gemische und Erzeugnisse. 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 als Stoff oder Gemisch eingestuft, ist für Informationen zu Gefahrstoffen und Einstufungen nach CLP ein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich.
Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung (z.B. Nachweis gefährliche Stoffe, Nachweis besonders besorgniserregender Stoffe SVHC >= 0,1 Gew.-%) müssen hierfür in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.
Emissionen
Bei der Verwendung von Acrylharz-haltigen Lacken und Beschichtungen sind produktspezifisch gesundheitlich relevante Emissionen möglich.
Nutzung
Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand
Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Hierbei handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen. Informationen zum Verhalten in der Nutzungs- oder Nachnutzungsphase findet man deshalb ggf. in zugeordneten Bauproduktgruppen.
→ siehe Auflistung rechter Navigationsbalken
Der Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) hat ein Bewertungsschema (AgBB-Bewertungsschema) zur gesundheitlichen Bewertung der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC und SVOC) aus Bauprodukten entwickelt. Darin sind auch Anforderungen für Produkte formuliert, die Acrylatharze enthalten.
Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung
Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum
Über eine Schadstoffabgabe aus Platten oder transparenten Bauteilen aus PMMA sowie aus ausgehärtetem Acrylharzbindemitteln sind keine Informationen verfügbar. Wie bei allen Reaktionsharzen, kann es bei unsachgemäßer Anwendung von Acrylharzen zu erheblichen, längerfristig wirkenden Emissionen kommen.
Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall
Brandfall
PMMA brennt knisternd und gelbleuchtend unter geringer Rauchentwicklung. PMMA tropft nicht ab. Es verbrennt nahezu rückstandsfrei. Besondere Belastungen durch Brandgase aus PMMA sind nicht bekannt. Bei erhöhten Brandschutzanforderungen muss PMMA mit Brandschutzadditiven ausgerüstet werden. Solche Acrylgläser können giftige Brandgase entwickeln.
Weitere Informationen sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten.
Wassereinwirkung
PMMA ist wasserbeständig, mit Schäden durch Wassereinwirkung ist nicht zu rechnen.
Beständigkeit Nutzungszustand
Polymethylmethacrylat gilt als sehr beständig. Beispielsweise geben Hersteller von transparenten Platten aus PMMA bis zu 10 Jahre Garantie auf die Produkte. PMMA ist beständig gegen Feuchtigkeit, Basen und gegen Säuren, sehr beständig gegen Salzlösungen. Es ist nicht beständig gegenüber Oxidationsmitteln und organischen Lösemitteln. Über die Beständigkeit von Lackfilmen auf Basis von Acrylaten siehe auch unter diversen Dispersionsfarben in der Baustoffgruppe Farben und Lacke.
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
Instandhaltung
Für die Reinigung von transparenten PMMA-Scheiben sind mechanische Verfahren nicht geeignet, da die Gefahr des Verkratzens besteht. Hersteller empfehlen die Reinigung großer Flächen mit dem Hochdruckreiniger.
Nachnutzung
Sie befinden sich in einer WECOBIS-Grundstoffgruppe. Hierbei handelt es sich um Ausgangsstoffe für verschiedene Bauproduktgruppen. Informationen zum Verhalten in der Nutzungs- oder Nachnutzungsphase findet man deshalb ggf. in zugeordneten Bauproduktgruppen.
→ siehe Auflistung rechter Navigationsbalken
Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau
Bei einem geordneten Rückbau kommt es zu keinen besonderen Umwelt- oder Gesundheitsrisiken.
Wiederverwendung
PMMA kann nach der Nutzung prinzipiell wiederverwendet werden. Allerdings ist eine Wiederverwendung von Formteilen schwierig; es müsste in jedem Einzelfall eine neue Verwendung gefunden werden, die nach den exakt gleichen Abmessungen verlangt.
Stoffliche Verwertung
Eine stoffliche Verwertung von PMMA nach der Nutzungsphase ist technisch möglich. Altmaterial aus PMMA kann nur bei kleinem Fremdanteil und hoher Sortenreinheit stofflich verwertet werden. Beide Voraussetzungen sind beim Rückbau von Gebäuden sehr schwer erfüllbar. Zudem ist PMMA als Baustoff unbedeutend, sodass eine stoffliche Verwertung nicht wirtschaftlich wäre.
Im Automobilsektor existiert ein Beispiel für das Recycling von PMMA-Produkten. Für qualitätsgesicherte Recyclate aus PMMA sind jedoch aufwendige Aufbereitungs- und Compoundierungstechnologien notwendig.
Energetische Verwertung
Produkte aus Polyacrylaten besitzen einen hohen Heizwert und sollten daher in Verbrennungsanlagen mit hohem Energienutzungsgrad energetisch verwertet werden. Spezielle Emissionen oder Rückstände sind, abgesehen von den Flammschutzmitteln, nicht zu erwarten.
Der Heizwert von PMMA beträgt gemäß Ökoprofil von PlasticsEurope rund 43 MJ / kg PMMA.
Beseitigung / Verhalten auf der Deponie
Gemäß TA-Siedlungsabfall 2005 dürfen Abfälle aus Polyacrylaten nicht abgelagert werden. Abfälle, die Polyacrylharze als Beschichtung oder Bindemittel enthalten und nicht verwertet werden können, dürfen nur auf Deponien abgelagert werden, wenn sie Grenzwerte für den organischen Anteil einhalten. Gemäß Anhang B der TA-Siedlungsabfall sind 3 Masse-% organisches Material erlaubt für Deponien der Deponieklasse I und 5 Masse-% für Deponien der Deponieklasse II. Über das Langzeitverhalten von Polyacrylaten in Deponien sind keine Informationen verfügbar.
EAK-Abfallschlüssel
| 17 02 03 | Kunststoffe (Bau- und Abbruchabfälle) |
Weitere mögliche EAK-Abfallschlüssel aufgrund der verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten.
Quellen
Poly methyl methacrylate (PMMA): resin, cast sheets and extruded sheets PlasticsEurope, 2024