Polycarbonat basierend auf Bisphenol A
Welcher Zusammenhang besteht zwischen PC und BPA?
Bisphenol A (BPA) ist das zentrale Monomer für die Herstellung von Polycarbonat (PC) durch Polymerisation. Während dieses Schritts verbinden sich BPA-Monomere zu langen PC-Polymerketten, mit Ausnahme unvermeidbarer Spuren von nicht reagiertem Monomer.
Thermoplaste werden generell basierend auf ihrer Molekularstruktur in zwei grundlegende Gruppen unterteilt: amorphe und teilkristalline Materialien. Amorphe Thermoplaste haben unregelmäßige Strukturen mit sperrigen Molekülen, die Transparenz und Formstabilität gewährleisten, typischerweise aber eine geringere Zähigkeit und Wärmebeständigkeit aufweisen. Teilkristalline Thermoplaste bilden kristalline Bereiche innerhalb einer amorphen Matrix und bieten Zähigkeit sowie Wärmebeständigkeit, erscheinen jedoch opak.
PC ist einzigartig unter den amorphen Thermoplasten: Seine BPA-basierte Struktur ermöglicht starke Polymerketten-Wechselwirkungen, die Transparenz und Formstabilität mit außergewöhnlicher Zähigkeit, Schlagfestigkeit und Wärmebeständigkeit verbinden. Diese spezifischen Eigenschaften sind intrinsisch mit BPA als Monomer verknüpft und alternative Bausteine würden zu einem Material mit anderen Eigenschaften führen.
Welche Bedenken gibt es bezüglich BPA?
Da PC geringfügige Spuren von BPA emittieren kann, bleibt die Diskussion um die Sicherheit von BPA relevant.
BPA ist Gegenstand beispielloser wissenschaftlicher Aufmerksamkeit und intensiver politischer Debatten. BPA wurde von der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) als besonders besorgniserregender Stoff (SVHC) eingestuft. Die Identifizierung als SVHC ist ein gefahrenorientierter Ansatz, der nur die inhärenten Eigenschaften des Stoffes berücksichtigt, unabhängig davon, wie er verwendet wird, etwa im Polymer PC. Diesbezüglich bestätigen alle qualitativ hochwertigen, zuverlässigen Studien den risikofreien Einsatz von BPA-basierten Materialien im Rahmen der bestimmungsgemäßen Verwendung, und viele Regulierungsbehörden bestätigen dies. Dennoch werden von anderer Seite Nutzungsbeschränkungen auf der Grundlage kontroverser wissenschaftlicher Erkenntnisse vorangetrieben. Ein Beispiel ist die Auseinandersetzung um die BPA-Bewertung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit, EFSA, aus dem Jahr 2023.
Verbraucher nehmen BPA hauptsächlich über die Nahrung auf. Die hierbei vom Körper aufgenommene BPA-Dosis beträgt maximal 1 µg/kg Körpergewicht (dies entspricht einem Verhältnis von ein zu einer Milliarde). Dabei sind Lebensmittel- und Getränkedosen der größte Eintragspfad, da deren Innenbeschichtung regelmäßig BPA-basiert ist. Hierbei handelt es sich um ein anderes Material als PC. Nach der Einnahme wird BPA schnell zu einer inaktiven Form metabolisiert und anschließend mit einer Halbwertszeit von einigen Stunden ausgeschieden. Dessen ungeachtet ist BPA in der EU seit Anfang 2025 bei der Herstellung von Lebensmittelkontaktmaterialien und -gegenständen verboten, wobei Übergangsfristen gelten.
Die größten Quellen für BPA in der Umwelt sind Papierrecyclingverfahren, die Verwendung von Recyclingpapierprodukten sowie Altlasten auf Deponien. Der Beitrag von Polycarbonat zur BPA-Exposition ist minimal1.
Zusätzlich wird die geringe Freisetzung von BPA aus Polycarbonat in die Umwelt in verschiedenen Anwendungen durch schützende Oberflächenbehandlungen weiter minimiert.
Wie gewährleistet Covestro die Produktsicherheit bei PC?
Covestro hat sich für die Sicherheit der Produktion zur Einhaltung von Industriestandards verpflichtet, die wie die Global Charter of Responsible Care®2 sogar über die gesetzlichen Anforderungen hinausgehen. Weiterhin hat Covestro eine Praxis der kontinuierlichen Verbesserung von Richtlinien und Praktiken in den Bereichen Gesundheit, Umwelt und Sicherheit eingeführt.
Das bedeutet in Bezug auf BPA, dass Covestro kontinuierlich die Vorteile und potenziellen Risiken von BPA in seiner Verwendung in PC, PC-Blends und PC-Folien bewertet. Ein wichtiger Teil der Arbeit von Covestro besteht in der Durchführung hochwertiger wissenschaftlicher Studien, die hauptsächlich in Zusammenarbeit mit den jeweiligen Verbänden entstehen, insbesondere in der EU (Plastics Europe), China (CPCIF) und den USA (American Chemistry Council). Dies geschieht in Zusammenarbeit mit Behörden oder renommierten Instituten (etwa der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, BAM) oder basierend auf Methoden, die von diesen entwickelt wurden oder befürwortet werden (etwa dem Umweltbundesamt). Die Ergebnisse werden hierbei veröffentlicht und für Peer-Reviews zur wissenschaftlichen Überprüfung zur Verfügung gestellt.
Einsatz von PC in verschiedenen Industrien
Die Vielseitigkeit von PC mit seinem einzigartigen Eigenschaftsprofil verschiebt die Grenzen des Machbaren sowohl beim Design als auch der Funktionalität, und macht es damit zum idealen Material für Visionäre und Innovatoren in verschiedenen Industrien.
In der Automobilindustrie verbindet PC ästhetisches Design mit Sicherheit und Qualität, insbesondere bei transparenten und crashrelevanten Teilen. Seine Schlagfestigkeit ermöglicht Leichtbaukonstruktionen für effiziente Mobilität, während die Formstabilität und Wärmeformbeständigkeit die Batterieentwicklung für Elektrofahrzeuge vorantreibt. Die Signaltransparenz von PC ist entscheidend für Sensoren im autonomen Fahren.
Für EE-Anwendungen erfüllt PC hohe Leistungsanforderungen mit innovativem Design. Seine Flammschutzeigenschaften, der elektrische Widerstand und die Formstabilität gewährleisten Produktsicherheit und Langlebigkeit. Die hohe Fließfähigkeit ermöglicht Dünnwandkonstruktionen, während thermisch leitfähige Varianten die Geräteeffizienz steigern.
Für Medizinprodukte bietet PC hohe Zuverlässigkeit bei gleichzeitiger Erfüllung von Standards für Medizinprodukte. Seine Hitzebeständigkeit ermöglicht die Sterilisation, während Schlagfestigkeit und Transparenz einen sicheren Betrieb und visuelle Überprüfung gewährleisten.
Im Baubereich liefert PC energieeffiziente, leichte transparente Überdachungen mit ausgezeichneter Witterungsbeständigkeit, Haltbarkeit bei gleichzeitig hohem Flammschutz.
Weitere Informationen zu BPA und PC finden Sie unter den folgenden Links und Artikeln.
www.aboutpolycarbonate.com
www.factsaboutbpa.com
Produktverantwortung – Bisphenol A
1 Ramboll (2021). Substance Flow Analysis (SFA) and Regionalized Pathway Analysis (RPA) for Emissions of Bisphenol A (BPA) into the Environment, 2021 Update. Recently published in the peer reviewed scientific journal: Integrated Environmental Assessment and Management: http://doi.org/10.1002/ieam.4805 and http://doi.org/10.1002/ieam.4804
2 Responsible Care Global Charter - International Council of Chemical Associations (ICCA)
Key benefits
- Automotive: Transparency, impact resistance, dimension stability, heat resistance, signal transparency
- Electrics & Electronics: Flame retardancy, electrical resistance, high flow, thermal conductivity, heat resistance
- Medical: Sterilizability, heat resistance, dimension stability, transparency, impact resistance
- Building & Construction: Transparency, flame retardancy, lightweight, durability, weather resistance
