In den fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts begann der Siegeszug der Kunststoffe, der bis heute anhält. Dieser Werkstoff ist vielfältig einsetzbar, hat eine hohe Bruch- und Reißfestigkeit, ein geringes Gewicht, eine geringe Wärme- und Stromleitfähigkeit und kann durch die vergleichsweise niedrige Verarbeitungstemperatur (ca. 300°C) kostengünstig hergestellt und nahezu beliebig gestaltet werden. Durch seine einsatzspezifische Optimierbarkeit, konnte sich der Kunststoff daher gegen klassische Materialien (wie Glas, Metall oder Naturtextilfasern) durchsetzen. Als Kunststoffe (umgangssprachlich auch Plastik) bezeichnet man Werkstoffe, die alle eines gemeinsam haben: Sie bestehen aus Polymeren, d.h. aus sehr großen Molekülen (Makromolekülen), die aus vielen gleichen Einzelbausteinen, den Monomeren, zusammengesetzt sind. Während natürliche Polymere auch in der Pflanzen- und Tierwelt vorkommen, sind es vor allem die synthetischen, auf Erdölbasis hergestellten Polymere, die zu der Einsatzvielfalt geführt haben. Mithilfe chemischer Verfahren können aus den Monomeren lange Ketten oder netzartige Formen gebildet werden. Je nach Anordnung der Polymere und durch Zugabe verschiedener Zusatzstoffe (wie z.B. Weichmacher oder Farbpigmente) entstehen die unterschiedlichen Kunststoffe mit ihren spezifischen Eigenschaften. Man unterscheidet dabei drei Gruppen:

Duroplaste (durus = hart)

In Duroplasten bilden die Moleküle dreidimensional verknüpfte Netze. Diese Kunststoffe sind hart und spröde und können auch bei höheren Temperaturen nicht verformt werden. Auch Bakelit, der als einer der ersten Kunststoffe Anfang des 20. Jahrhunderts vollkommen synthetisch hergestellt wurde, war ein Duroplast. Heute werden sie vor allem für die Herstellung von Haushaltsgeräten, elektrischem Isoliermaterial, Steckdosen, Tabletts und dünnwandigen Einwegbechern verwendet.

Thermoplaste (thermos = warm)

Thermoplaste bestehen aus langkettigen, unverzweigten Makromolekülen, die hauptsächlich nebeneinander liegen und nur schwach („spaghettiartig“) miteinander verbunden sind. Erwärmt man Thermoplaste, erweichen sie und werden plastisch verformbar. Nach dem Abkühlen erhärten sie wieder. Aufgrund dieser Eigenschaften lassen sie sich leicht in Formen gießen, zu Fäden ziehen oder zu Folien auswalzen und werden u.a. für die Herstellung von Plastikbeuteln, Getränkeflaschen oder Textilfasern verwendet. 

Elastomere (elastos = dehnbar)

Elastomere sind sehr dehnbare Kunststoffe. Die Makromoleküle bilden „Knäule“, die bei Druck und Dehnung kurzzeitig ihre Form verändern und sich beim Loslassen wieder verknäulen d.h. in ihre ursprüngliche Form zurückgehen. Wird ein Elastomer erwärmt, schrumpft er zusammen. Elastomere werden u.a. für die Herstellung von Matratzen, Gummibändern, Schnullern, Autoreifen, Latexhandschuhen und Luftballons verwendet.

Superabsorber (absorbere = in sich aufnehmen)

Superabsober sind pulverförmige Spezialkunststoffe, die stark quellfähig sind. Sie können teilweise bis zum 2000fachen ihres Eigengewichts an Wasser aufnehmen. Superabsorber finden größtenteils in Babywindeln, Damenbinden, Verbandsmaterial und in geringen Mengen auch in Kabelummantelungen für Tiefseeleitungen Verwendung.

Mikroplastik

Als Mikroplastik werden sehr kleine Kunststoffteilchen mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm bezeichnet. Partikel dieser Größe sind noch mit bloßem Auge erkennbar. Sie gehören häufig zur Gruppe des sogenannten primären, also für den Anwendungsfall bewusst hergestellten Mikroplastiks. Dahingegen kann sekundäres Mikroplastik als Zerfallsprodukt beliebiger Kunststoffe auch nur wenige Nanometer klein sein. Selbst moderne Kläranlagen sind kaum in der Lage, Mikroplastik in hinreichendem Umfang aus den Abwässern zu filtern, so dass primäres Mikroplastik als Bestandteil vieler Pflegeprodukte und Reinigungsmittel zwangsläufig in den Gewässern landet. Aber auch sekundäres Mikroplastik, welches z.B. durch Abrieb während der Nutzung und dem natürlichen Zerfall des in unvorstellbaren Umfang in den Weltmeeren schwimmenden Plastikmülls entsteht, belastet Flora und Fauna mit noch unbekannten Langzeitfolgen.

Biokunststoffe

Der Begriff Biokunststoff ist, im Gegensatz zu Bio-Lebensmitteln, nicht geschützt. Ein eindeutig definierter Katalog an Mindestanforderungen existiert somit nicht. In zwei häufig verwendeten Definitionen werden unter diesem Begriff zum einen alle Kunststoffe zusammengefasst, die auf Basis heranwachsender Rohstoffe erzeugt werden. Alternativ wird der Fokus auf die Abbaubarkeit gelegt, so dass hier alle nach festgelegten Kriterien kompostierbaren Kunststoffe gesehen werden. Dies kann auch Kunststoffe auf Erdölbasis einschließen, zumal hier auch sehr lange Abbau-Zeiträume und große Hitze zugelassen werden, was übliche Kompostieranlagen nicht leisten können.

Die weltweite jährliche Kunststoff-Produktionsmenge ist seit den 1950er Jahren enorm gestiegen, so dass es immer wichtiger wird, den anfallenden Kunststoffabfall optimal zu nutzen. Die Kunststoffmengen führen zu enormen Entsorgungsproblemen, da viele Polymere im Prinzip unbegrenzt haltbar sind oder nur sehr langsam verrotten. Das Recycling wird in drei unterschiedliche Klassen eingeteilt:

Werkstoffliches Recycling

Sortenreine Thermoplaste können werkstofflich recycelt werden. Sie werden eingeschmolzen und zu Granulat verarbeitet, aus dem wiederum neue Kunststoffartikel gleichwertiger Qualität hergestellt werden können. Dieses Verfahren führt allerdings zu hohen Kosten, da die gemischten Kunststoffabfälle zunächst sortiert werden müssen.

Thermisches Recycling

Kunststoffe haben einen sehr hohen Brennwert. Thermisches Recycling von geeigneten Kunststoffen liefert daher ungefähr die Energie, die in einer vergleichbaren Menge Erdöl oder Erdgas enthalten ist. In einer Müllverbrennungsanlage kann diese nutzbar gemacht werden. Kunststoffe wie PVC, die beim Verbrennen giftige Gase entwickeln, sind für das thermische Recycling nicht oder nur bedingt geeignet. 

Rohstoffliches Recycling

Bei diesem Verfahren werden Kunststoffe durch Hydrolyse, d.h. mit Wasserdampf unter hohem Druck und hoher Temperatur in seine Ausgangsmaterialien zerlegt, die dann wieder zur Synthese von Kunststoffen genutzt werden können. Dieses Verfahren ist jedoch kostspielig.