Weichmacher

Weichmacher (Weichmachungsmittel) sind Stoffe, die in großem Umfang Kunststoffen, Farben und Lacken, Gummi, Klebstoffen und Befilmungsüberzügen zugesetzt werden, um diese weicher, flexibler, geschmeidiger und elastischer im Gebrauch oder der weiteren Verarbeitung zu machen. Weichmacher gehören zu den meistverkauften Chemikalien.^[1]

Sie können zum Beispiel schwerflüchtige Ester, fette Öle, Weichharze oder auch Campher sein.

Der Weichmacher verschiebt den thermoplastischen Bereich hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass also im Bereich der Einsatz-Temperatur der Kunststoff die gewünschten "elastischeren" Eigenschaften aufweist.

Methoden und Beispiele

Beispiele für Weichmacher, die Kunststoffen zugesetzt werden:

Äußere Weichmachung

Bei der äußeren Weichmachung wird der Weichmacher nicht kovalent in das Polymer eingebunden, sondern tritt nur über seine polaren Gruppen mit dem Polymer in Wechselwirkung und erhöht so die Kettenbeweglichkeit.

• Diethylhexylphthalat (DEHP) wird als Weichmacher für PVC und Elastomere verwendet und ist nach wie vor der mit großem Abstand meistgebrauchte Weichmacher.^[1] Aufgrund verschiedener negativer Einschätzungen (unter anderem einer EU-Arbeitsgruppe im Jahr 2000 als fruchtschädigend und fruchtbarkeitsschädigend eingestuft) verzichtet die europäische Kunststoffindustrie weitgehend auf Phthalate in Spielzeugen für Kleinkinder. DEHP wurde auch in Olivenöl nachgewiesen. Eine andere, umgangssprachlich gebräuchlichere Bezeichnung für DEHP ist Dioctylphthalat (DOP). DEHP gehört zur Gruppe der Phthalsäureester.
• Mesamoll, ein Alkylsulfonsäureester des Phenols (ASE), Weichmacher für PVC, dient als Ersatzstoff für DEHP.
• Hexamoll DINCH ist ein weiterer Ersatzstoff für DEHP und wird seit dem Jahr 2006 für die Herstellung von Kunststoffartikeln sensibler Anwendungsbereiche wie Kinderspielzeug aus PVC, Medizinartikel und zum Verpacken von Lebensmitteln verwendet.
• Zitronensäure-basierte Weichmacher, wie Zitronensäuretriethylester sind zwar teurer als Phthalat-basierte Weichmacher^[2] aber sie sind kaum toxisch und weisen auch keine hormon-ähnlichen Wirkungen auf.
• Adipinsäure-basierte Weichmacher, speziell Diethylhexyladipat und Diethyloctyladipat werden ähnlich wie citratbasierte Weichmacher eingesetzt. Auch sie sind zwar toxikologisch unbedenklicher als Phthalate, aber auch teurer.

Innere Weichmachung

Neben diesen als äußere Weichmachung bezeichneten Methoden existiert auch die sog. innere Weichmachung. In diesem Fall wird der Weichmacher im Rahmen einer Copolymerisation eingeführt. Im Gegensatz zur äußeren Weichmachung, bei der der Weichmacher nur über Dipol-Wechselwirkungen mit den Makromolekülen verknüpft ist, wird er bei innerer Weichmachung Teil des Makromoleküls (in dem Fall ein Copolymeres). Dadurch bleibt der Kunststoff dauerhaft weich und es kommt nicht zu einem Ausdiffundieren des Weichmachers. Beispielsweise wird Vinylchlorid mit bis zu 20 Prozent Vinylacetat polymerisiert. Andere Zusätze für die Copolymerisation von Vinylchlorid sind Maleinsäure, Ethen, Methylvinylether oder Acrylsäuremethylester.

Extender

Extender sind Sekundärweichmacher, die eine mäßige Polarität besitzen und daher nur in Abstimmung mit den eigentlichen Weichmachern eingesetzt werden. Sie dienen zur Verbesserung der Verarbeitung und zur Verbilligung der Kunststoffformmasse.^[3]

Weichmacher in der Tablettenindustrie

Zur Herstellung von überzogenen Tabletten mit Hilfe von Polymerlösungen oder Polymerdispersionen werden Weichmacher zugesetzt. Dabei handelt es sich oft um niedermolekulare, hochsiedende Flüssigkeiten, wie etwa der Sebacinsäuredibutylester mit einem Siedepunkt von 343 °C.^[4] Ziel ist es die Sprödigkeit der Überzüge zu senken und die Flexibilität zu erhöhen. Außerdem wird durch Weichmacher die Mindestfilmbildetemperatur gesenkt. Diese sollte optimalerweise bei Raumtemperatur liegen. Weichmacher lagern sich zwischen Polymerketten und erhöhen somit die Flexibilität und Elastizität der Ketten. Sie verringern die Sprödigkeit und senken im Zusammenhang mit Polymerlösungen für Überzüge deren Mindestfilmbildetemperatur.

Gesundheitliche Auswirkungen und Folgen

Es kann prinzipiell keine generelle Aussage über die Auswirkungen von „Weichmachern“ getroffen werden, da sie je nach Anwendung komplett unterschiedliche Gruppen von Chemikalien umfassen, so wie es eben auch nicht möglich ist, generell über die Wirkung von Lösungsmitteln (wie eben Ester oder Wasser) zu sprechen, da die Bezeichnung eine Verwendung charakterisiert und nicht eine chemische Gruppe. Beispielsweise werden harmlose Feuchthaltemittel als Lebensmittelzusatzstoff für Lebensmittel ebenfalls als „Weichmacher“ bezeichnet. In der Kritik stehen hauptsächlich Weichmacher für an sich spröde Kunststoffe.

Bestimmte Weichmacher auf Basis von Phthalaten können Unfruchtbarkeit bei Männern verursachen, da sie in ihrer Wirkung bestimmten Hormonen ähnlich sind.^[5] Sie beeinflussen die Testosteron-gesteuerten Entwicklungsstufen.^[6] Außerdem stehen sie in Verdacht, Diabetes zu verursachen.^[7] Auch das als nötiges Antioxidans zugesetzte — also damit vergesellschaftete — Bisphenol A steht im Verdacht gesundheitliche Auswirkungen zu zeigen.

In deutschen Kindergärten wurden im Mittel dreimal so hohe Belastungen mit verschiedenen Weichmachern wie in einem durchschnittlichen deutschen Haushalt festgestellt. Das ist bedenklich, denn Weichmacher stehen im Verdacht, den Hormonhaushalt zu beeinflussen. Besonders für Kinder und Föten im Mutterleib ist das gefährlich: Unfruchtbarkeit, Leberschäden oder Verhaltensstörungen könnten ausgelöst oder gefördert werden.^[8]

Alternativen zu Weichmachern aus der Gruppe der Phthalate können nur bei gleichzeitiger Neuoptimierung physikalischer und chemischer Eigenschaften eingesetzt werden, eine einfache Austauschsubstanz existiert nicht.^[9]

Vorkommen und Politik

Während Polyethylen und Polypropylen normalerweise keine Weichmacher enthalten, besteht Weich-PVC immer teilweise aus Weichmachern (typischerweise zu 30 bis 35 %).^[10] Weichmacher sind unter anderem in Kinderspielzeug aus PVC und häufig in Sexspielzeug aus Fernost zu finden. Beim Kauf solcher Produkte sollte unbedingt auf den Hinweis "frei von Weichmachern/Phthalaten" sowie "BPA-frei" geachtet werden, da sie in der EU noch nicht verboten sind. Bereits Ende 1999 hatte die EU für Kleinkind-Spielzeug, das bestimmungsgemäß in den Mund genommen wird, ein auf drei Monate begrenztes Verbot von bestimmten Weichmachern erlassen. Diese temporäre Maßnahme ist bis heute immer um je drei Monate verlängert worden. Der Einsatz der Phthalate wurde verboten, da es keine zuverlässige Messmethode gab, die Migration der Phthalate und damit die mögliche Belastung der Kinder zu messen. Inzwischen liegt eine vom Europäischen Chemikalienbüro ECB validierte Methode vor.

Das weltweite Volumen an Weichmachern lag 2004 bei 5,5 Mio. Tonnen, was einem Gesamtwert von etwa 7 Mrd. Euro entspricht.^[11]

Einzelnachweise

Literatur

• Anonymus: Thema: Weichmacher – Die weiche Revolution. In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Bd. 33, Nr. 4, 2002, ISSN 0933-5137, S. 216–219.
• Umweltbundesamt, Berlin (Hrsg.): Phthalate – die nützlichen Weichmacher mit den unerwünschten Eigenschaften. Umweltbundesamt Berlin, Februar 2007 «http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3540.pdf».
• Regine Nagorka, André Conrad, Christiane Scheller, Bettina Süßenbach, Heinz-Jörn Moriske: Weichmacher und Flammschutzmittel im Hausstaub. Teil 1: Phthalate. In: Gefahrstoffe, Reinhaltung Luft Bd. 70, Nr. 3, 2010, ISSN 0949-8036, S. 70–76.
• Hermann Fromme, Wolfgang Körner, Ludwig Gruber, Dieter Heitmann, Martin Schlummer, Wolfgang Völkel, Gabriele Bolte: Exposition der Bevölkerung gegenüber Phthalaten. In: Gefahrstoffe, Reinhaltung Luft Bd. 70, Nr. 3, 2010, ISSN 0949-8036, S. 77–81.
• Gerhard Volland, Thomas Gabrio, Roman Wodarz, Dagmar Hansen, Volker Mann, Sibylle Hildenbrand: Einfluss von Di(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP) in Hausstaub und Innenraumluft auf die tägliche DEHP-Aufnahme. In: Gefahrstoffe, Reinhaltung Luft Bd. 70, Nr. 3, 2010, ISSN 0949-8036, S. 83–88.

Weblinks

• Informationen über Weichmacher
• Weichmacher machen unfruchtbar in: medizinauskunft.de
• Phthalate - Was ist das Problem? vom: Bundesministerium für Umwelt (BMU)
• [Deutsches] Umweltbundesamt für Mensch und Umwelt:Phtalate, Die nützlichen Weichmacher mit den unerwünschten Eigenschaften, pdf-Datei, zuletzt abgerufen Dezember 2012,