Weichmacher

Weichmacher sind Substanzen, die Polymeren oder Polymerprodukten hinzugefügt werden, um eine höhere Flexibilität und Elastizität des Materials zu erreichen. In den meisten Fällen sind Weichmacher nicht chemisch an das Polymer gebunden und werden daher langsam vom Material abgegeben. Die bekannteste Klasse von Weichmachern sind die Phthalsäureester (kurz: »Phthalate«). Aufgrund des Einsatzes von Weichmachern in sensiblen Bereichen, wie z. B. Medizinprodukten, Spielzeugen und Lebensmittelverpackungen, sind die mit den Substanzen verbundenen Gesundheitseffekte von hohem öffentlichem Interesse.

Ein Großteil der produzierten Weichmacher wird in der PVC-Industrie verwendet. Weichmacher finden häufigen Einsatz in Bauprodukten (Bodenbelägen, Tapeten, Lacken, Farben, etc.), Medizinprodukten (Blutbeutel, Schläuchen, etc.), Spielzeugen, Kosmetika, Klebern, Kabelverkleidungen und Lebensmittelverpackungen (Folien, Schäume). Die als Weichmacher verwendeten Substanzen zeichnen sich dadurch aus, dass sie chemisch inert, persistent und schwerflüchtig sind, um die erwünschten Produkteigenschaften des Materials möglichst lange zu erhalten. Aufgrund der Tatsache, dass die meisten Weichmacher nicht chemisch mit dem Polymer verbunden sind, können sie im Material migrieren und langsam von diesem in die Umgebung abgegeben werden. 

Phthalsäureester (»Phthalate«)

Die wichtigste Substanzklasse im Bereich der Weichmacher sind die Phthalsäureester (»Phthalate«). Die Verbindungen dieser Klasse unterscheiden sich in Länge und Struktur der Seitenketten. Obwohl die Klasse auch einige flüchtige organische Verbindungen (VOC, z. B. Diethylphthalat) umfasst, sind die meisten Phthalate den schwerflüchtigen organischen Verbindungen (SVOC) zuzuordnen. Phthalate werden in vielen Produkten eingesetzt, da sie einfach zu verarbeiten und zu vergleichsweise günstigen Preisen verfügbar sind. Der bekannteste Weichmacher aus dem Bereich der Phthalate ist 2-Diethylhexylphthalat (DEHP). 

Gesundheitsbedenken 

Einige Phthalate, die üblicherweise als »niedermolekulare Phthalate« bezeichnet werden, können sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken (»endokrine Disruptoren«). Als »endokrine Disruptoren« werden Stoffe bezeichnet, die bereits in geringsten Mengen das Hormonsystem verändern und dadurch die Gesundheit schädigen können. Sie werden daher auch als Umwelthormone oder hormonaktive Substanzen bezeichnet. Ihre Aufnahme in den Körper erfolgt über die Nahrung (oral) oder über Hautkontakt (dermal).

Die EU hat beispielsweise den in der Vergangenheit am häufigsten eingesetzten Weichmacher, Diethylhexylphthalat (DEHP), als teratogen (reproduktionstoxisch) eingestuft. Die Auswirkung von anderen Weichmachern auf die Gesundheit wird noch wissenschaftlich diskutiert; allerdings hat die EU eine Reihe von Phthalaten für den Einsatz in sensiblen Bereichen (Spielzeuge und Medizinprodukte) verboten. Hochmolekulare Phthalate, wie beispielsweise Dinonylphthalat (DINP), werden hinsichtlich ihrer Gesundheitswirkung deutlich besser bewertet. 

Andere Weichmacher 

Aufgrund der Gesundheitsbedenken gegenüber dem Einsatz von Phthalaten finden sich derzeit viele Ersatzweichmacher auf dem Markt. Prominente Weichmacherklassen sind hier die Adipate, Sebaccate, Trimellitate (z. B. TOTM), aber auch bio-basierte Citrate (»grüne Weichmacher«) und viele mehr. Ein gebräuchlicher Ersatzweichmacher ist DINCH (1,2-Cyclohexandicarbonsäure-diisononylester).  

Wie kommt die Substanz in den Innenraum?

Phthalate sind Verbindungen, die nahezu überall nachgewiesen werden können (»ubiquitäre Verbindungen«). Dies ist durch die Langlebigkeit der Substanzen sowie ihren weitverbreiteten Einsatz bedingt. Da einige Phthalate flüchtige organische Verbindungen darstellen, können diese Substanzen Konzentrationen von mehreren µg/m³ in der Raumluft erreichen. Daher können diese Substanzen durch Einatmen und auch über die Haut aufgenommen werden. Schwerflüchtige Phthalate reichern sich im Hausstaub an und können dort in nennenswerten Konzentrationen nachgewiesen werden. Im Fall von DEHP sind typische Staubkonzentrationen im Bereich von 500-1000 mg/kg berichtet worden. Insbesondere Kinder, die üblicherweise eine erhöhte orale Aufnahme von Staub aufweisen, können gegenüber diesen Konzentrationen exponiert werden. Vergleichende Expositionsanalysen haben allerdings gezeigt, dass der Haupteintragspfad für Phthalate in den menschlichen Körper die Nahrung ist. Belastungen des menschlichen Körpers mit chemischen Substanzen werden im Human-Biomonitoring untersucht.

Staples, C.A., 2003. The Handbook of Environmental Chemistry Part Q - Phthalate Esters. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.

Piringer, O.G., Baner, A.L., 2000. Plastic Packaging Materials for Food : Barrier Function, Mass Transport, Quality Assurance, and Legislation. Wiley-VCH, Weinheim, New York.

Schossler, P., Schripp, T., Salthammer, T., Bahadir, M., 2011. Beyond Phthalates: Gas Phase Concentrations and Modeled Gas/Particle Distribution of Modern Plasticizers. Science of The Total Environment 409, 4031-4038.