Chemisches Risiko: Kunststoffe und Kautschuk

24 Juli 2014

Die Kunststoffindustrie ist heute einer der wichtigsten Industriezweige.

Es werden die unterschiedlichsten Produkte von Handys über Spritzen bis hin zu Stoßstangen hergestellt und die Produktion steigt ständig.

Naturkautschuk kann durch Weiterverarbeitung von Latex (Gewinnung aus dem Kautschukbaum) oder durch synthetische Herstellung gewonnen werden. Kautschuk findet ein breites Anwendungsspektrum sowohl in der Industrie als auch im täglichen Leben (Haushaltshandschuhe, Kondome, Deckel, Gummi, Autos, Gebäude, Haushaltsgeräte usw).

Chemisches Risiko von Kunststoffen

Kunsstoffe bestehen Polymeren (Basisharzen), denen Füllstoffe, Weichmacher und Additive zugesetzt werden. Das Basisharz ermöglicht es dem Material Kohäsion zu geben. Füllstoffe dienen dazu, bestimmte Eigenschaften des Harzes zu verbessern.

Hier einige Beispiele für Füllstoffe :

Calciumkarbonat,
Natürliches oder synthetisches Silicium,
Ruß,
Graphit usw.

Weichmacher machen die Kunststoffe flexibler, z.B. Phtalate, Adipate, Phosphate, Polyester usw.

Additive verstärken bestimmte Eigenschaften und werden den Kunststoffen in geringen Mengen zugesetzt. Zu den Additiven gehören Härter, Katalysatoren, Stabilisatoren, die Phenol oder Amine enthalten können, Verstärkungsstoffe, Schmierstoffe, Farbstoffe, Fungizide, Bakterizide und Lösungsmittel.

Die am häufigsten hergestellten Kunststoffe sind:

Polyethylen (PE),
Polyvinylchlorid (PVC),
Polystyrol (PS) und Polytetrafluorethylen (PTFE oder Teflon®).

Die drei wichtigsten Urformverfahen für Kunststoff sind:

Extrusion: Dies ist die am häufigsten verwendete Methode, um Kunststoff zu formen. Der Kunststoff wird erhitzt und kontinuierlich durch ein Loch gepresst, dass die gewünschte Form hat. Der geformte Kunststoff erkaltet unter Kaltluft oder in einem Wasserbad und härtet auf einem Förderband aus.
Spritzgießen: Der Kunststoff wird erhitzt bis er einen halbflüssigen Zustand erreicht. Er wird unter großem Druck in Formen eingespritzt und härtet schnell aus. Die Form wird geöffnet und das Formteil wird ausgeworfen.
Blasformen: Mittels Druckluft werden Hohlkörper (wie Flaschen) hergestellt.

Bei allen drei Verfahren kommt keine Chemikalie zum Einsatz, aber es werden Fette und Öle an den Maschinen eingesetzt. Bei Wartungsarbeiten können Arbeiter mit diesen Stoffen in Kontakt kommen.

Naturkautschuk

Nach dem Sammeln des Kautschuks wird er mit Ammoniak stabilisiert und konzentriert, um seinen Wassergehalt zu senken oder auf mehr oder weniger kontrollierte Weise zum Gerinnen gebracht (koaguliert). Anschließend wird er getrocknet und zu Ballen geformt.

Synthetischer Kautschuk

Die Herstellung von Elastomeren erfolgt in vier aufeinanderfolgenden Schritten :

Die Formulierung von Hunderten von Inhaltsstoffen,die den gewünschten Leistungen der Endprodukte entspricht.
Die Mischung baut verschiedene Stoffe in das Elastomer ein wie Ruß, Kreide und Öle.
Die Formung des Elastomers durch Gießen oder Extrudieren (Profilextrusion).
Die Vulkanisierung, bei der dem Elastomer Schwefel zugefügt wird und es gekocht wird, um ihm seine Elastizität zu geben.

Die wichtigsten industriell hergestellten Kautschukarten sind :

Buna (Styrol + Butadien)
Ethylen + Propylen
Butylkautschuk (Isobut + Butadien oder Isopren)
synthetisches Polyisopren
Neopren (Chloropren)
Nitrilkautschuk: Butadien + Acrylnitril

Kautschuk – ob Naturkautschuk oder synthetischer Kautschuk – wird fast ausschließlich in Mischungen mit anderen Stoffen verwendet :

verstärkende Füllstoffe: der wichtigste ist Industrieruß (Carbon Black – dadurch entsteht die Färbung der Kautschukprodukte). Sie verbessern die mechanische Widerstandsfähigkeit und die Abriebfestigkeit.
Weichmacher (z.B. Öle)
Schutzstoffe, z. B. gegen UV-Strahlen oder Licht
Stoffe zur Vulkanisation (Schwefel, Zinkoxid, Vulkanisationsbeschleuniger, Peroxide usw.)
Verschiedene andere Stoffe wie Farbstoffe, Quellstoffe, Flammschutzmittel usw.