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Additive

Neuentwicklungen phthalatfreier, 100% biobasierter Additive

| Autor/ Redakteur: Rodion Kopitzky* und Andreas Menne* / Dr. Ilka Ottleben

Nicht erst seit der Diskussion um phthalatbasierte Weichmacher sind biobasierte Weichmacher im Blickpunkt vieler Entwickler. Die Chemie hat sich auf der Suche nach Alternativen schon immer im Baukasten der Natur umgesehen, jedoch ist dieser begrenzt.

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Abb. 1: Versuchsanlage zur Erzeugung von höheren Alkoholen aus Ethanol
Abb. 1: Versuchsanlage zur Erzeugung von höheren Alkoholen aus Ethanol
(Bild: Fraunhofer UMSICHT)

Viele Kunststoffe erlangen ihr Eigenschafts- und Verarbeitungsprofil nur durch den Zusatz von Additiven. Weichmacher sind hierbei die mengenbezogen weitaus stärkste Klasse, sodass sie zu den meistverkauften Chemikalien überhaupt gehören. Weltweit wurden 2010 etwa sechs Millionen Tonnen Weichmacher verbraucht, wobei der europäische Anteil ca. eine Million Tonnen beträgt. Bis 2018 wird ein Anstieg der weltweiten Nachfrage auf über 7,6 Millionen Tonnen erwartet.

In Ländern wie Indien, Russland und Brasilien wird auf absehbare Zeit ein Zuwachs von mehr als 4% pro Jahr erwartet, während sich in Westeuropa und Nordamerika der Weichmacherverbrauch nur unterdurchschnittlich entwickelt [2].

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Phthalat dominiert und erzeugt Bewegung

Weichmacher bestehen chemisch im wesentlichen aus Estern, Verbindungen von Säuren und Alkoholen. Diese stellen polare und unpolare Moleküleinheiten bereit, welche für die weichmachende Wirkung förderlich sind. Ester der 1,2-Benzoldicarbonsäure (Phthalsäure), die Phthalate, haben aufgrund ihrer in weiten Bereichen einstellbaren Eigenschaften und der guten Versorgungslage mit den zugrundeliegenden Rohstoffen lange Zeit den Weichmachermarkt dominiert. Seitdem jedoch die potenziellen CMR-Eigenschaften (cancerogen, mutagen, reproduktionstoxisch) der Phthalate bekannt geworden sind, stehen sie aus human- und ökotoxikologischer Sicht stark im Fokus von Umwelt- und Verbraucherschützern.

Nach der Aufnahme niedermolekularer Phthalatweichmacher in die Liste der besonders besorgniserregenden Substanzen der europäischen Chemikalienagentur ECHA 2008 und 2010 sind 2011 auch die verzweigten mittelkettigen sowie die linearen und verzweigten längerkettigen Phthalsäureester in dieser Liste ergänzt worden. Die Isononyl- und Isodecylester sind im Januar 2014 allerdings als nicht kritisch eingestuft worden. Einige der kurzkettigen Phthalsäureester stehen ferner ab 2015 unter einer besonderen Zulassungspflicht.

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