Produktgruppeninformation |
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BegriffsdefinitionPolyethylen (PE) ist der wichtigste thermoplastische Kunststoff und gehört zu den Polyolefinen. Es besteht lediglich aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Das Verfahren zur Herstellung von LDPE wurde bereits 1936 patentiert. 1950 begann die industrielle Herstellung. | ||||||||||||||||||||||||||||
Wesentliche BestandteileDie Strukturformel zeigt ein Polyethylen-Monomer. Die beiden wichtigsten Polyethylen-Typen sind Polyethylen niederer Dichte (LDPE) und Polyethylen hoher Dichte (HDPE). LDPE werden in Hochdruckreaktoren produziert, während HDPE unter niederem Druck produziert werden. Polyethylen wird durch Polymerisation von Ethylen hergestellt. | ||||||||||||||||||||||||||||
CharakteristikPolyethylen niederer Dichte LDPE ist ein durchscheinender bis klarer und flexibler Kunststoff, auch Polyethylen hoher Dichte HDPE ist transparent, jedoch weniger flexibel. Die Eigenschaften von PE können durch Zugabe von mineralischen Füllstoffen beeinflusst werden. | ||||||||||||||||||||||||||||
Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und GesundheitsrelevanzPE ist geruchlos und hautverträglich, es ist physiologisch unbedenklich. | ||||||||||||||||||||||||||||
Anwendungsbereiche (Besonderheiten)
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Produktionsmengen und Verbrauchszahlen
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EinteilungssystematikKunststoffe aus Polyethylen werden wie folgt eingeteilt:
Weitere wichtige Ethylen-Kunststoffe sind:
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PlasticsEurope, Environmental Product Declarations of the European Plastics Manufacturers - High density polyethylene (HDPE), Brüsel, 2008, plasticseurope Produktionszahlen und Verbrauchszahlen: Consultic, Kunststoffe in Deutschland, Kurzfassung, PlasticsEurope, Brussels, 2010, plasticseurope |
Risikobetrachtung Lebenszyklusphasen |
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Planungs- und Ausschreibungshilfen |
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Umweltdeklarationen |
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Bewertungssystem |
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Technisches |
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Technische Daten
Bei den angegebenen Daten handelt es sich um typische Werte, bezogen auf die angegebenen Kunststoffe in Reinform. Die technischen Daten für spezielle Produkte befinden sich in den Informationen zu den entsprechenden Produktgruppen. | |||||||||||||||||||||||||
Euroklasse nach DIN EN 13501-1E s1 bis s2 und d1 bis d2, je nach Ausrüstung | |||||||||||||||||||||||||
Referenz | |||||||||||||||||||||||||
Technische Regeln (DIN, EN)
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Literaturtipps |
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Rohstoffe / Ausgangsstoffe |
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HauptbestandteileAbb. 2.1.1 / Chemische Zusammensetzung von Polyethylen Die untenstehende Tabelle zeigt die Zusammensetzung nach Elementen von Polyethylen.
Die Zahlenwerte beziehen sich auf die reinen Polymere, ohne Berücksichtigung von Additiven und Füllstoffen. Für Polyethylen-Produkte sind keine Weichmacher notwendig, es gibt keine Probleme aufgrund von Restmonomeren. Die Rohstoffquellen sind Erdöl und teilweise Erdgas. Daraus gewinnt man Ethylen, aus dem wiederum Polyethylen hergestellt wird. Zum Vergleich wird auch der Rohstoffbedarf für Polystyrol in der Tabelle aufgeführt. Der Rohstoffbedarf von ABS ist deutlich höher als der für Polyethylen Für alle aufgeführten Kunststoffe werden nur wenig mineralische Rohstoffe benötigt.
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Umwelt- und GesundheitsrelevanzAbb. 2.1.2 / Rohstoffherkunft Polyethylen (Durchschnittswerte aus LDPE und HDPE) Gewinnung der PrimärrohstoffePolyethylene werden ausschließlich aus fossilen Rohstoffen hergestellt. Die ökologischen Folgen der Gewinnung von fossilen Rohstoffen sind im zugehörigen Lexikonbegriff beschrieben. VerfügbarkeitMit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von Kunststoffen in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe zur Herstellung von Kunststoffen auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre. Verwendung von Recyclingmaterialien / ProduktionsabfällenAbfälle aus der Polyethylenproduktion können wieder als Rohstoff für die Produktion eingesetzt werden. RadioaktivitätMaterialien aus Polyethylen sind nicht radioaktiv. Landinanspruchnahme (Landuse)Die Erdölgewinnung für Polyethylen ist mit geringem Flächenverbrauch für die Erdölgewinnung und die Raffineriestandorte verbunden, allerdings können die Flächen zerstörter Naturräume durch Tankerunfälle beträchtlich sein. | ||||||||||||||||||||||||||
QuellenI. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Low Density Polyethylen (LDPE), PlasticsEurope, Brussels, 2005 I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, High Density Polyethylen (HDPE), PlasticsEurope, Brussels, 2005 I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer (ABS), PlasticsEurope, Brussels, 2005 |
Herstellung |
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Prozesskette | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
HerstellungsprozessDie Herstellung des Vorprodukts Ethylen und dessen Umsetzung zu Polyethylen geschieht durch Betriebe der Großchemie. Es werden verschiedene Herstellungsverfahren verwendet, Polyethylen niederer Dichte LDPE wird in einem Hochdruckprozess (1000 bis 3500 bar) hergestellt, Polyethylen hoher Dichte wird in verschiedenen Prozessen unter niederem Druck (bis zu 200 bar) hergestellt. PE wird als Granulat an die verarbeitenden Betriebe geliefert, die das Granulat zu den entsprechenden Produkten durch Spritzguss, Extrusion, Blasformen usw. weiterverarbeiten. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
Umweltindikatoren / Herstellung
Referenz Graue EnergieDie Herstellung von PE ist im Vergleich zu anderen Kunststoffen mit einem niederen Energieaufwand verbunden, da Ethylen ein Basisprodukt der chemischen Grundstoff-Herstellung ist. Daraus resultiert ein vergleichsweise einfacher, kurzer Herstellungsweg des Polyethylen über nur wenige Zwischenstufen. Dies illustriert auch der Vergleich mit ABS. Die Daten stammen aus den Ökoprofilen von PlasticsEurope (siehe Quellen).
Umweltrelevante Additive
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Charakteristische EmissionenDie Emissionen der Herstellung werden gemäß den Ökoprofilen von PlasticsEurope ausgewiesen (siehe Quellen). Zum Vergleich wird ABS aus der Familie der Polystyrole aufgeführt.
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Maßnahmen GesundheitsschutzBei der Herstellung der Vorprodukte ist Ethylen als Gefahrstoff mit erheblichem Risikopotential beteiligt. Ethylen gilt als extrem entzündbares Gas (H220) und kann Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen (H336). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
QuellenI. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Low Density Polyethylen (LDPE), PlasticsEurope, Brussels, 2005 I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, High Density Polyethylen (HDPE), PlasticsEurope, Brussels, 2005 I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer (ABS), PlasticsEurope, Brussels, 2005 |
Verarbeitung |
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Technische Hinweise / VerarbeitungsempfehlungenPE-Folien und andere PE-Produkte werden auf der Baustelle in der Regel mechanisch verarbeitet. Beim Verschweißen von PE-Folien können geringe Mengen an Kohlenwasserstoffdämpfen entstehen. Ein Verkleben ist ohne Vorbehandlung nicht möglich, da die PE-Produktoberflächen völlig unpolar sind und erst mit Funkeninduktion angeätzt werden müssen. | |
Arbeitshygienische RisikenREACH / CLP
Referenz EmissionenEmissionen stellen in der Verarbeitung kein Problem dar. | |
Umweltrelevante InformationenWeitergehende Informationen zu Vorsichtsmaßnahmen und Gefährdungen sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten. |
Nutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken NeuzustandPE ist geruchs- und geschmacksneutral. Es liegen keine Daten zu einer Schadstoffabgabe aus Polyethylen vor. Aufgrund der Tatsache, dass Produkte aus Polyethylen normalerweise keine Weichmacher enthalten, erscheint eine Schadstoffabgabe aus Polyethylenprodukten unwahrscheinlich. | |
Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer NutzungSchadstoffabgabe / Emissionen in den InnenraumPE ist geruchs- und geschmacksneutral. Es liegen keine Daten zu einer Schadstoffabgabe aus Polyethylen vor. Aufgrund der Tatsache, dass Produkte aus Polyethylen normalerweise keine Weichmacher enthalten, erscheint eine Schadstoffabgabe aus Polyethylenprodukten unwahrscheinlich. | |
Umwelt- und Gesundheitsrisiken im SchadensfallBrandfallPolyethylen ist sehr gut brennbar, lässt sich entzünden und brennt nach Entfernen der Zündquelle mit leuchtender Flamme weiter. Aus reinem Polyethylen entstehen aufgrund der vollständigen Verbrennung keine toxischen Brandgase. Da es sich bei Polyethylen um einen thermoplastischen Kunststoff handelt, besteht die Gefahr der Brandausbreitung durch herabtropfendes, brennendes Material. Bauprodukten aus Polyethylen müssen Flammschutzmittel zugesetzt werden. Dabei handelt es sich meist um bromierte oder chlorierte Verbindungen, die giftige Brandgase bilden können. Auf Grund einer freiwilligen Selbstverpflichtung des Verbandes der kunststoffverarbeitenden Industrie und des Verbandes der Textilhilfsmittelhersteller wird auf polybromierte Diphenylether verzichtet und auf Ersatzstoffe ausgewichen. Gemäß der Richtlinie 2002/95/EG des europäischen Parlaments ist seit dem 1. Juli 2006 die Verwendung von PBB und PBDE in neu in Verkehr gebrachten Elektro- und Elektronikgeräten in der EU untersagt und gemäß der Richtlinie 2003/11/EG dürfen PentaBDE und OctaBDE (Penta- und Octadiphenylether) seit August 2004 nicht mehr in Verkehr gebracht werden. Die mengenmäßig relevantesten Flammschutzmittel bei der Polyolefinverarbeitung sind die Aluminiumoxidhydrate. Diese sind aus heutiger Sicht toxikologisch unbedenklich. WassereinwirkungPE ist wasserbeständig. Mit Schäden durch Wassereinwirkung ist nicht zu rechnen. Produkte aus Polyethylen (PE) sind beständig, müssen jedoch mit Stabilisatoren gegen Langzeitabbau geschützt werden. Durch Sonneneinstrahlung kann PE verspröden, meist wird Ruß als UV-Stabilisator eingesetzt. Rohre aus HDPE in der Gas- und Wasserversorgung besitzen eine prüftechnisch abgesicherte Haltbarkeitsdauer von 50 Jahren. PE sind unempfindlich gegen Feuchtigkeit und gegen Salzlösungen, beständig gegenüber Laugen und Säuren. Im Kontakt mit organischen Lösemitteln können PE jedoch aufquellen. PE-HD ist auch gegenüber Benzin beständig. 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“. | |
InstandhaltungDadurch, dass Klebstoffe auf PE schlecht haften, ist eine Reparatur leckgeschlagener Folien aus PE durch Klebung nur schwer möglich bis unmöglich. | |
Nachnutzung |
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Wiederverwendung / Wiederverwertung / BeseitigungReferenz | ||
Umwelt- und Gesundheitsrisiko RückbauBei einem geordneten Rückbau kommt es zu keinen besonderen Umwelt- oder Gesundheitsrisiken. | ||
WiederverwendungEine Wiederverwendung von Polyethylenfolien wäre zwar die ökologisch vorteilhafteste Nachnutzung. Allerdings ist es aufgrund der Einbausituation im Rückbau kaum möglich, die Folien unbeschädigt und sauber zu trennen. Eine Wiederverwendung wird dadurch in der Praxis verhindert. | ||
Stoffliche VerwertungGenerell ist die stoffliche Verwertung von Thermoplasten durch Einschmelzen und Umschmelzen in neue Formen möglich. Aus grundsätzlich ökologischen Überlegungen ist die stoffliche Verwertung der energetischen vorzuziehen, da dadurch Neukunststoff substituiert werden kann. Jedoch wird ein werkstoffliches Recycling von Kunststoffen aus Polyethylen (PE) dadurch erschwert, dass die Eigenschaften der Produkte im Wesentlichen durch die chemische Struktur beeinflusst werden. Durch das Einschmelzen von Polyethylen-Kunststoffen entsteht eine Mischung der Eigenschaften der verschiedenen PE-Typen und damit ein minderwertiges Recyclat. Auf der Baustelle können lediglich Plastikfolien separat als PE- und PP-Mix gesammelt werden. Aus diesem Kunststoff-Gemisch an Folien lassen sich wiederum Schutzfolien herstellen. Weil jedoch der Aufwand für das Sammeln relativ groß ist, die Sammellogistik noch kaum funktioniert und keine finanziellen Anreize bestehen, werden PE und PP-Folien kaum recycliert. | ||
Energetische VerwertungAufgrund des Aufbaus ausschließlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff besitzen Produkte aus Polyethylen einen hohen Heizwert. Sie sollten daher in Verbrennungsanlagen mit hohem Energienutzungsgrad energetisch verwertet werden. Gemäß den Angaben in den Ökoprofilen von PlasticsEurope beträgt der Heizwert von Polyethylen pro Kilogramm Kunststoff rund 52 - 54 MJ / kg. | ||
Beseitigung / Verhalten auf der DeponieProdukte aus PE sind derzeit keine besonders überwachungsbedürftigen Abfälle. Gemäß TA-Siedlungsabfall 2005 müssen Abfälle aus PE energetisch verwertet werden. | ||
EAK-Abfallschlüssel
Weitere mögliche EAK-Abfallschlüssel aufgrund der verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten. | ||
QuellenI. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, Low Density Polyethylen (LDPE), PlasticsEurope, Brussels, 2005 I. Bousted: Eco-profiles of the European Plastics Industry, High Density Polyethylen (HDPE), PlasticsEurope, Brussels, 2005 |