Weichmacher in Kunststoffen

Weichmacher werden eingesetzt, um verschiedene Kunststoffe, welche ansonsten bei den Einsatztemperaturen hart und spröde währen, elastischer zu machen. Viele Kunststoffe wie z. B. PE (Polyethylen) oder PP (Polypropylen) sind auch ohne Weichmacher bei Raumtemperatur nicht brüchig und werden häufig für Folien von Lebensmittelverpackungen oder auch weichen Rohrleitungen und Schläuche eingesetzt. Ein preiswerterer Kunststoff wie z. B. PVC ist spröde und wird nur durch Hinzufügen von Weichmachern elastisch.

Während in Rohrleitungen fast ausschließlich weichmacherfreie PVC-Rohre (Hart-PVC) und Verbinder aus PVC-U (wobei U für engl. unplasticized steht) zum Einsatz kommen, enthalten z. B. Gartenschläuche aus weichem PVC (PVC-P, wobei P für engl. plasticized steht) Weichmacher, welche dem Schlauch seine Verformbarkeit gewähren.

Wie funktionieren Weichmacher?

Die Weichmacher werden bei der Produktion des Kunststoffes als Hilfsstoff hinzugefügt. Hilfsstoffe dienen verschiedenen Aufgaben, wie etwa dem Vermischen durch ansonsten nicht mischbare Komponenten. Diese werden als Emulgatoren bezeichnet. Für die Beschleunigung und Herabsetzung der Temperatur bei der Polymerisation (Vorgang bei dem sich Monomere zu Polymere verketten), kommen Katalysatoren und Oxidantien zum Einsatz. Um die Eigenschaften des Endproduktes zu verändern, werden dem Material Stabilisatoren, Weichmacher, Pigmente und andere Stoffe hinzugefügt.

Weichmacher machen bei weichem PVC zwischen 30 % und 35 % der Gesamtmasse aus. Die Weichmacher (meist verschiedene Esthergruppen) lagern sich zwischen den einzelenen Polymerketten an, wodurch die Abstände zwischen diesen erhöht wird. Die Polymerketten von PVC sind polar, besitzen also verschieden gewichtete Pole innerhalb der Kette. Diese Pole besitzen wie bei einem Magneten eine Wechselwirkung, wodurch sich positive und negative Teilbereiche der Kette anziehen. Hierdurch wird das PVC brüchig, da es sich ähnlich wie eine Ionenverbindung verhält und sich die Polymerketten fast nicht gegeneinader verschieben lassen.

Setzen sich allerdings Weichmacher zwischen diesen Verbindungen und drücken diese auseinander, werden die zwischenmolekularen Kräfte wie bei Magneten, die voneinander entfernt werden, abgeschwächt. Der Weichmacher fungiert dann wie eine Art Gleitmittel, welcher dafür sorgt, dass sich die Polymerketten freier gegeneinander verschieben lassen. Weichmacher sind typischerweise nicht mit den Molekülen des Kunststoffs verbunden und befinden sich lose zwischen den Molekülen. Dies hat zur Folge, dass diese sich verflüchtigen (ausdünsten), weshalb Kunststoffe mit Weichmachern meist irgendwann brüchig werden.

Risiken von Weichmachern

Weichmacher stehen schon lange in der Kritik, weil sie nicht unerhebliche Mengen eines Kunststoffes ausmachen, aus den Kunststoffen ausdünsten und gesundheitliche Risiken mit sich bringen. Dies ist keineswegs unproblematisch, da die Weichmacher leicht aus den Kunststoffen herausgelöst und im Organismus aufgenommen werden können. In Schläuchen, die in der Gartenbewässerung verwendet werden, können diese z. B. in die Lebensmittel gelangen, wenn diese von den Nutzpflanzen aufgenommen werden oder direkt in den menschlichen Körper gelangen, wenn aus dem Schlauch getrunken wird. Auch Spielzeug, welches von Kleinkindern in den Mund genommen wird, kann Weichmacher enthalten. Hier sind die Richtlinien allerdings sehr hoch. Medizinprodukte sind besonders kritisch zu betrachten, da diese häufig über viele Jahre im Organismus verbleiben.

Einige Weichmacher wie z. B. Phthalate verhalten sich im Organismus (z. B. Mensch) wie Hormone und stehen im Verdacht verschiedene Krebsarten auszulösen, unfruchtbar zu machen und andere gesundheitliche Risiken zu begünstigen. In der Medizintechnik ist dies von großer Bedeutung, da hier diverse Kunststoffe direkt und dauerhaft im Organismus eingebracht werden (z. B. bei Herzschrittmachern oder künstlichen Gelenken und Herzklappen) und eine Expositionsquelle für Phthalate darstellen. Der wissenschaftliche Ausschuss für Gesundheits-, Umwelt- und aufkommende Risiken (Scientific Committee on Health, Environmental and Emerging Risks (SCHEER)) legte hierzu auf Gesuch der eropäischen Kommission eine endgültige Fassung der Leitlinien für die Nutzen-Risiko-Bewertung des Vorhandenseins von Phthalaten mit einer oder mehreren der folgenden Eigenschaften in verschiedenen Medizinprodukten vor: krebserregend, erbgutverändernd, fortpflanzungs- (carcinogenic, mutagenic, toxic to reproduction (CMR)) oder endokrinschädigend (endocrine-disrupting (ED)).

Endgültige Fassung der Richtlinien (englische Version)

In der Trinkwasserversorgung und der Lebensmittelindustrie müssen ebenfalls hohe Ansprüche an die verwendeten Rohre und Schläuche erfüllt werden, damit keine Weichmacher in die Lebensmittel bzw. das Trinkwasser gelangen. Verwenden Sie auch in der Gartenbewässerung vorwiegend Schläuche aus PE, PP oder EPDM, welche zwar etwas teurer sind, aber ohne Weichmacher auskommen. Einige Hersteller haben zudem die innere Lage bei mehrlagigen Schlauchmänteln durch einen weichmacherfreien Kunststoff ersetzt.

Seit dem 7. Juli 2020 trat zudem eine seit 2018 geplante Änderung der REACH-Verordnung in Kraft, wodurch die vier Phthalate DEHP, DBP, DIBP und BBP stark eingeschränkt werden sollen. Dies ist eine Folge des Green-Deals, der Europäischen Union, welcher unter anderem die Reduzierung physiologisch bedenklicher Chemikalien vorsieht.

Wir können vom Endverbraucher nicht verlangen, dass er alle Auswirkungen eines Produktes kennt und sind bestrebt alle Produkte, die Weichmacher oder andere bedenkliche Stoffe enthalten entsprechend zu deklarieren.

Weichmacher am Weltmarkt

Trotz der Bedenklichkeiten gegenüber Weichmachern ist seit Jahren eine Zunahme von Weichmachern zu beobachten. Die kostengünstige Produktion, die fehlende Deklarationspflicht, sowie das Bevölkerungswachstum haben die Nachfrage nach preiswerten Kunststoffen erhöht. Die Jahresmenge wird weltweit auf etwa 10 Millionen Tonnen (Stand 2025) geschätzt. 2004 waren es noch etwa 5,5 Millionen Tonnen.

Weltweiter Anteil an Weichmachern in % (Stand 2014)

Weichmacher in Gartenschläuchen

Weichmacher werden zur Verbesserung der Eigenschaften von Gartenschläuchen hinzugefügt, wodurch Gartenschläuche eine der Größten Weichmacherquellen im Garten sind. Weichmacher machen im Material einen nicht unbeträchtlichen Anteil der Gesamtmasse aus. Bei Schläuchen aus PVC kann der Anteil bei bis zu 40 % des Gesamtmaterials liegen. Die Weichmacher dienen dazu, den Schlauch biegsam zu machen, indem sich die Moleküle lose zwischen die PVC-Molekülketten legen, da reines PVC starr ist. Die Weichmacher sind allerdings nicht fest im Material gebunden und dampfen mit der Zeit aus.

Die gute Nachricht ist, dass es Alternativen zu den PVC-Schläuchen gibt und sich in den letzten Jahren viel geändert hat. Das Verständnis über die Wirkungen der Weichmacher hat zum Umdenken in vielen Bereichen geführt. So gibt es heute viele Wasserschläuche, welche eine zusätzliche Innenschicht aus einem anderen Material besitzen, damit das Wasser keinen direkten Kontakt zum PVC hat. Viele Hersteller vermeiden mittlerweile Weichmacher, welche als gesundheitsschädlich eingestuft sind. Allerdings sind längst nicht alle Weichmacher erforscht, sodass alternativ eingesetzte Weichmacher, in Zukunft ebenfalls als bedenklich eingestuft werden können. Um auf der sicheren Seite zu sein, sollten sie ausschließlich Wasserschläuche verwenden, welche aus einem anderen Material als PVC bestehen und idealerweise für die Trinkwasserversorgung zugelassen sind.

Im Folgenden einige Empfehlungen, wie eine hohe Weichmacheraufnahme vermieden werden kann.

1. Lassen Sie den Wasserschlauch nicht in der Sonne liegen, da hohe Temperaturen das Ausdünsten der Weichmacher begünstigen.
2. Spülen Sie den Schlauch vor dem Benutzen einmal durch, indem Sie das Wasser für einige Sekunden laufen lassen. So stellen Sie sicher, dass sich kein abgestandenes Wasser mehr im Schlauch befindet, da sich die Weichmacherkonzentration im Wasser erhöht, je länger der Kontakt zum stehende Wasser besteht.
3. Vermeiden Sie, dass Kinder aus dem Wasserschlauch trinken. Bei Kindern reichen bereits kleinere Konzentrationen aus, um die gleiche Wirkung zu entfalten, wie bei einem Erwachsenen.
4. Verwenden Sie Wasserschläuche aus anderen Materialien wie EPDM. Diese sind zwar etwas teurer, aber auch langlebiger und enthalten keine Weichmacher. Einige sind sogar für die Trinkwasserversorgung zugelassen und vom DVGW geprüft.