Polypropylen -- Technologische Fortschritte stuetzen hohe Nachfrage und treiben Expansion von Harz und Compounds voran

Mit jaehrlichen Wachstumsraten von rund 7% weltweit und zwischen 8% und 10% auf dem brasilianischen Markt zeichnet sich Polypropylen als eines der erfolgreichsten Harze der Kunststoffindustrie aus. Eine von der Sektorkommission fuer thermoplastische Harze des brasilianischen Chemieverbandes (Coplast / Abiquim) erstellte Erhebung des sichtbaren brasilianischen Verbrauchs im ersten Quartal des Jahres ergab ein Volumen von 314.000 Tonnen Harz, ein Anstieg von 8% gegenueber dem gleichen Zeitraum 2007. In der Entwicklung von Januar bis April verzeichnen vorlaeufige Daten einen Gesamtverbrauch von 404.000 Tonnen.

Nicht umsonst praesentieren die beiden lokalen Hersteller stolz ihre Expansionsinvestitionen. Marktfuehrer Braskem weihte im April eine Anlage mit 350.000 Tonnen/Jahr in Paulinia-SP ein. Das Projekt absorbierte Ressourcen in der Groessenordnung von R$ 700 Millionen und erhoehte die Produktionskapazitaet des Unternehmens allein fuer PP auf 1,2 Millionen Tonnen/Jahr.

Sein Wettbewerber Nova Petroquimica (Suzanos vorlaeufiger Name nach der Eingliederung in Petrobras) investierte US$ 80 Millionen in ein Expansionsprogramm, das eine kuerzliche Erhoehung um 100.000 Tonnen pro Jahr in seinem Werk in Duque de Caxias-RJ umfasste und noch in diesem Jahr in die Erweiterung des Werks Maua-SP von 360.000 auf 450.000 Tonnen/Jahr muenden wird. Bis dahin werden die drei Standorte des Unternehmens (ein weiterer mit 125.000 t/J in Camacari-BA) insgesamt 875.000 t/J PP verarbeiten koennen.

Neben der Erweiterung des Produktangebots fuehrten die Investitionen zu Aenderungen im Polymerisationsprozess mit dem Einsatz modernster Katalysatoren im Werk Duque de Caxias. Mit der Modernisierung gewinnt Nova Petroquimica groessere Flexibilitaet bei der Entwicklung von Typen, die bis dahin auf das Werk Maua beschraenkt war, und erweitert sein Produktportfolio.

Es gibt reichlich Gruende, so viele Investitionen in das Harz zu rechtfertigen, das eines der vorteilhaftesten Kosten-Nutzen-Verhaeltnisse aufweist. Seine wichtigste intrinsische Eigenschaft, die niedrige Dichte, uebersetzt sich in hoehere Ausbeute pro gekauftem Volumen, gleichbedeutend mit Produktivitaet fuer den Verarbeiter. Es bietet zudem eine der besten Ausgewogenheiten von Steifigkeit und Schlageigenschaften. In Compounds formuliert ermoeglicht Polypropylen die Einbindung verschiedenster Fuellstoffe und Additive und entfaltet Eigenschaften, die es ermoglichen, technische Kunststoffe in Anwendungen mit hohen technischen Anforderungen zu verdraengen, wie sie beispielsweise die Automobilindustrie stellt, einem der Hauptabnehmer dieser Rezepturen. Zudem ist es in allen Verarbeitungsverfahren formbar.

Hinter dieser Vielseitigkeit bewegt sich die Industrie hektisch an zwei Fronten. Im Harzbereich zielt das Rennen darauf ab, die Balance von Steifigkeits- und Schlageigenschaften weiter zu verbessern, die Fliessfaehigkeit zu erhoehen (gleichbedeutend mit schnelleren Zyklen) und hohe Transparenz, Glanz und Barriere zu erzielen -- Anforderungen, die zunehmend verlangt werden, insbesondere von der Industrie fuer starre und flexible Verpackungen.

Im Fall von Compounds, deren Produktion fast ausschliesslich den Automobilsektor beliefert, besteht das Ziel darin, eine groessere Schlagabsorptionsfaehigkeit zu erreichen, Designern die Erarbeitung komplexerer Entwuerfe zu ermoeglichen und Formteilen groessere Massstabilitaet, bessere Oberflaechenqualitaet zu verleihen und die Lackierung zu erleichtern. Noch in den Anfaengen im Land, signalisiert die Nanotechnologie das Potenzial, einen grossen Teil dieser Entwicklung zu stuetzen, sowohl bei Harzen als auch bei Compounds.

In langsamem Tempo

Der brasilianische Verarbeiter hat PP-Nanocomposites seit Ende 2006, als Braskem und die damalige Suzano Petroquimica fast gleichzeitig und mit viel Aufhebens ihre Markteintritte ankuendigten.

Braskems PP-Nanocomposit (Additiv mit Ton-Nanopartikeln) uebertrifft konventionelles Harz in chemischer, thermischer und mechanischer Bestaendigkeit sowie in seiner Gasbarrierefaehigkeit und bietet weitere Vorteile. Fuer den Verarbeiter bedeutet dieser Fortschritt die Moeglichkeit, "intelligente" Verpackungen, leichtere Produkte, kuehnere Designs und Teile mit besseren Eigenschaften herzustellen.

Fittipaldi: PP-Wachstum in Automobilen ist signifikant

Waehrend Nova Petroquimica Produkte mit Silber-Nanopartikeln mit bakterizider und fungizider Wirkung verkauft, bereitet das Unternehmen die Einfuehrung zweier neuer nanostrukturierter Linien vor. In fortgeschrittener Entwicklungsphase sollten sie innerhalb der naechsten sechs Monate auf den Markt kommen. Eine davon verspricht hohe mechanische und Kratzfestigkeit, Anforderungen, die von der Automobilindustrie stark nachgefragt werden; die andere bietet flammhemmende Eigenschaften. Die fuer Automobile bestimmte Linie soll strukturelle und halbstrukturelle Teile formen, wie Armaturenbretter, Konsolen, Innentuerverkleidungen, Motorhauben, Ansaugkanaele und andere, informiert der Marketingleiter Sinclair Fittipaldi.

Der Automobilmarkt ist einer der wichtigsten Abnehmer des Unternehmens. Der Manager schaetzt, dass allein an diese Industrie rund 55.000 Tonnen pro Jahr geliefert werden, ein Volumen, das 8% bis 10% des Inlandsumsatzes entspricht. "Das Wachstum des Sektors ist signifikant. Kunststoff macht etwa 25% des Automobils aus, und in dieser Zusammensetzung repraesentiert PP 58%", kalkuliert Fittipaldi. Polypropylen macht grosse Fortschritte in sehr enger Konkurrenz mit technischen Kunststoffen.

Die Marktanforderungen konvergieren laut der Einschaetzung des Managers von Nova Petroquimica in vier Punkten: wettbewerbsfaehiger Preis und Leistung, diese beiden Variablen im Einklang; Wettbewerbsgewinn; und Logistik, die nach Meinung des Managers ein Wettbewerbsvorteil sein kann.

Eingebettet in den Kontext der staendigen Verbesserungen von Polypropylen umfassen die Entwicklungen von Nova Petroquimica Zufallscopolymere, versetzt mit der neuesten Generation von Klaermitteln der Milliken NX 8000-Serie, die Produkte hoechster Transparenz ergeben (Luzz-Familie); und Polypropylene mit groesserer Barrierefestigkeit. Der Hyperklaerer gewaehrleistet unter anderem 50% mehr Transparenz gegenueber PP mit konventionellem Mittel (siehe PM 401, Maerz 2008, S. 13). Die Verbesserung der Barriere ist ein durch Nanotechnologie zu erreichendes Ziel und befindet sich noch in der Entwicklungsphase, mit dem Versprechen, innerhalb von zehn Monaten unter der Marke Diya auf den Markt zu kommen.

Laborforschung umfasst auch ein groesseres Projekt, angetrieben von der "gruenen" Welle, die sich im Land ausbreitet. Nova Petroquimica plant die Herstellung von Propylen aus Biodiesel-Restglycerin. Das in Partnerschaft mit der Bundesuniversitaet Rio de Janeiro entwickelte Verfahren wurde mit gemeinsamem Eigentumsrecht patentiert.

Der Zeitplan sieht die Fertigstellung einer Pilotanlage bis zur zweiten Haelfte 2009 und den Eintritt in die kommerzielle Phase bis 2014 vor. Die Laboreinheit soll geschaetzte Ressourcen von US$ 25 Millionen absorbieren. Kommerzielle Dimensionen sollen doppelt so viele Investitionen erhalten. "Die Idee ist, 100.000 Tonnen/Jahr Polypropylen mit Propylen aus einer erneuerbaren Quelle zu produzieren", informiert Technologiemanager Pedro Boscolo. Anfaenglich soll die Neuheit 10% des Geschaefts abdecken.

Wie das Polyethylen, das mit Ethylen aus dem alkoholchemischen Verfahren hergestellt wird, hat das mit Propen aus Biodiesel-Restglycerin polymerisierte Polypropylen die gleiche Molekuelstruktur wie das ueber den petrochemischen Weg hergestellte PP. Der Vorteil besteht darin, Rohstoffe aus einer erneuerbaren Quelle zu beziehen.

Einzige Adresse

Die beiden groessten im Land installierten Hersteller von Polypropylen-Compounds, Basell und Borealis, beides transnationale Gruppen, konzentrieren ihr Geschaeft auf dasselbe Marktsegment: die Automobilindustrie. Fuer erstere repraesentiert sie 90% des Geschaefts und fuer letztere 80%. Der Unterschied geht bei Borealis an die Weisse-Ware-Branche und bei Basell an Elektronik und andere Spezialanwendungen.

Liane: Materialsubstitution ist die groesste Herausforderung

Die Summe der installierten Kapazitaet beider, von 109.000 Tonnen pro Jahr, deckt heute den Bedarf ihres Hauptmarktes, der rund 100.000 Tonnen/Jahr verbraucht, laut Schaetzungen eines ihrer Lieferanten. Beide treiben jedoch Expansionsprojekte voran, die neuen Schwung in die Versorgung und das erwartete Wachstum der Automobilproduktion bringen werden.

Als Partner von Nova Petroquimica startet Basell im September eine neue Linie, die die Kapazitaet von derzeit 60.000 t/Jahr auf 80.000 t/Jahr erhoehen wird, alles konzentriert in Pindamonhangaba-SP, wo auch das Entwicklungszentrum und die Labore betrieben werden. Die Investition belaeuft sich auf US$ 8 Millionen. "Die brasilianische Produktion von Polypropylen-Compounds deckt die aktuelle Nachfrage und sogar die Wachstumsprognosen fuer 2012 mit einer Prognose von 5 Millionen Autos", glaubt der Geschaefts- und Entwicklungsmanager bei Basell, Ricardo Souza.

Borealis bezieht das Harz von Braskem, das 20% des ersten Geschaefts in Brasilien haelt, und betreibt zwei Linien, die zusammen die Verarbeitungsgrenze von 49.000 Tonnen pro Jahr erreichen. Die Installation einer dritten Linie fuer R$ 18 Millionen, deren Start fuer Oktober geplant ist, wird das Volumen auf 60.000 Tonnen/Jahr erhoehen. Das Unternehmen hat bereits ein weiteres Expansionsprojekt von 10.000 t/Jahr. Die aktuelle Kapazitaet verteilt sich auf Triunfo-RS (25.000 t) und Itatiba-SP (24.000 t).

Die dritte Linie wird diesem letzten Standort hinzugefuegt. Es handelt sich um eine Erweiterung der bestehenden Anlage mit einer neuen Extrusionslinie der deutschen Werner & Pfleiderer. "Es ist eine langfristige Investition und muss auf hoechstem technologischen Niveau sein, um den Marktanforderungen gerecht zu werden", informiert Liane Lanzoni, Direktorin fuer Marketing, Vertrieb und Entwicklung bei Borealis.

Bahls: Compound wird massgeschneidert entwickelt

Und wenn wir von Anforderungen sprechen: Waehrend die Verpackungsindustrie auf hohe Transparenz und im Hintergrund auf Barriere setzt, hat die Automobilindustrie ein ungebremtes Rennen zur Gewichtsreduzierung von Fahrzeugen begonnen, was leichtere Autoteile impliziert. Bei Autos fuehrt dies zu hoeherer Effizienz und geringerem Kraftstoffverbrauch.

Neben der Gewichtsreduzierung arbeiten die Compound-Hersteller intensiv an der Entwicklung von Formulierungen, um weitere Anforderungen ihres grossen Kunden zu erfuellen: groessere Kratz- und UV-Bestaendigkeit, niedriger Glanz, geringere Emission von fluchtigen Stoffen und sogar weniger Geruch und Fogging-Effekt. "Es gibt verschiedene Produkte, um diese Eigenschaften zu erfuellen, fast 100% massgeschneidert. Der Automobilhersteller sendet die Spezifikationen und wir entwickeln den Compound entsprechend diesen Anforderungen. Man kann die Entwicklung eines Automobilherstellers nicht bei einem anderen verwenden, da jeder sein eigenes Konzept hat, selbst fuer die gleiche Eigenschaftsgruppe", erklaert Borealis-Marketingmanager Daniel Bahls.

Im Entwicklungszentrum von Basell zielen die Formulierungen auf eine ausgewogene Kombination von Steifigkeit und Schlagzaehigkeit mit hoeherem Fliessfaehigkeitsindex ab, was die Produktion von Teilen mit komplexerem Design und kuerzeren Spritzgusszyklen ermoeglicht -- gleichbedeutend mit hoeherer Produktivitaet. Die Teile werden leichter und der Designer gewinnt groessere Flexibilitaet im Entwurf. "Das Steifigkeits-/Schlagverhaeltnis zielt auf Teile mit immer duenneren Wandstaerken ab, und dies ist direkt mit groesserer Fliessfaehigkeit verbunden, denn ohne Fliessfaehigkeit kann man die Form nicht fuellen", erklaert Souza.