Kunststoff Lexikon

Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid (Kurzzeichen PVC) ist ein amorpher thermoplastischer Kunststoff. Es ist hart und sprde, von weier Farbe und wird erst durch Zugabe von Weichmachern und Stabilisatoren weicher, formbar und fr technische Anwendungen geeignet.


Aufbau
Polyvinylchlorid wird aus seinem Monomer, Vinylchlorid (chemische Formel CH2 = CHCl) erzeugt. Die Kettenverlngerung erfolgt entweder durch radikalische oder durch ionische Polymerisation.

Vinylchlorid_Polyvinylchlorid

Vinylchlorid zu Polyvinylchlorid.

PVC brennt mit gelber, stark ruender Flamme, und erlischt ohne weitere externe Beflammung schnell. Aufgrund des hohen Chlorgehalts ist PVC schwerentflammbar, im Gegensatz zu anderen technischen Kunststoffen wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen, die fr das Erreichen dieser Eigenschaft Zustze von (teils problematischen) Flammhemmern bentigen.

Wie praktisch alle Kunststoffe ist PVC ohne spezielle Zusatzstoffe nicht elektrisch leitfhig. Die Ausbildung von Dipolen und deren stndige Neuausrichtung im elektrischen Wechselstrom-Feld fhrt im Vergleich zu den meisten anderen Isolatoren zu verhltnismig hohen Verlusten. Nichtsdestotrotz wird es hufig als Ummantelung fr Stromkabel im Niederspanungsbereich verwendet.


Technik
Das anfnglich verwendete, inzwischen historische Additionsverfahren von Chlor zu Vinylchlorid wird so nicht mehr eingesetzt. Heute werden Rohl (oder in geringerem Ausma Kohle) und weiterhin Kochsalz als preiswertere Rohstoffbasis eingesetzt. Vier verschiedene Polymerisationsverfahren werden benutzt, wobei etwa 80 % der gesamten Weltproduktion nach der, 1935 bei Wacker-Chemie entwickelten, so genannten Polymerisation in Suspension“ unter Verwendung von Peroxiden als Startermolekl hergestelltwerden.

Heute wird PVC in PVC-weich (PVC-P) und PVC-hart (PVC-U) unterteilt. Ein bekannter Vertreter von PVC-weich ist das Kunstleder (Sonderherstellungsverfahren ber streichen von Pasten), hat nichts zu tun mit Tischdecken, Duschvorhngen, Mbelfolie (DC-fix, Pretty, Portas, Anderen, die Kalandriert werden. Aus Hart-PVC werden Rohre und Profile, z. B. fr Fenster hergestellt, bzw. Pharmacie-Folien (Tablettenverpackungen, Pralinenverpackung, Lebensmittelverpackung, usw.) PVC-weich enthlt bis zu 40 % Weichmacher und PVC-hart enthlt grundstzlich keinen Weichmacher (daher auch PVC-hart)

PVC ist ein thermoplastischer Kunststoff, der normalerweise im Temperaturbereich von 160 bis 200 Grad Celsius verarbeitet wird. Das an sich sprde und harte PVC wird mit Additiven, in erster Linie Weichmachern, Stabilisatoren und Modifier an die verschiedensten Einsatzgebiete angepasst. Die Additive verbessern die physikalischen Eigenschaften wie die Temperatur-, Licht- und Wetterbestndigkeit, die Zhigkeit und Elastizitt, die Kerbschlagzhigkeit, den Glanz und sie dienen der Verbesserung der Verarbeitbarkeit. An die verwendeten PVC-Additive werden hohe Anforderungen gestellt: Sie mssen in mglichst geringer Konzentration eine hohe Wirkung aufweisen, die durch die unterschiedlichen Herstellungsprozesse fr das Kunststoff-Formteil nicht beeintrchtigt werden darf. Sie mssen dem Formteil whrend dessen Gebrauchsdauer die gewnschten Eigenschaften verleihen. Sie sollen auch aus Konsumentensicht sicher anwendbar sein (siehe: Umweltaspekte).

Mit Hilfe von Stabilisatoren wird die Verarbeitung bei Temperaturen zwischen 160 und 200 Grad Celsius erst ermglicht, da ohne sie Zersetzungsprozesse unter Abspaltung von Chlorwasserstoff einsetzen.

Der Zusatz von Weichmachern verleiht dem von Natur aus harten Werkstoff Eigenschaften hnlich denen von Gummi. Als Weichmacher werden vor allem Phthalsureester eingesetzt. Weniger Bedeutung haben Adipinsureester und Phosphorsureester. Die Weichmacher lagern sich bei der thermoplastischen Verarbeitung zwischen die Moleklketten des PVC ein und lockern dadurch das Gefge auf. Da es sich bei der Einlagerung nicht um eine chemische Bindung handelt, knnen Weichmachermolekle von der Oberflche der PVC-Artikel verdampfen oder in andere Stoffe migrieren. Weichmacher auf der Basis DOP oder hnlicher Produkte knnen migrieren, es gibt jedoch Produkte anderer Hersteller (DSM Uraplast-Typen) auf anderer Basis die nicht mehr migrieren jedoch deutlich teurer sind und zunehmend zumindest in Europa eingesetzt werden.

Durch sogenannte Schlagzh-Modifier werden Eigenschaften wie die Kerbschlagzhigkeit verbessert. Modifier bestehen i.d.R. aus hocheffizienten Acrylatpolymeren. Auerdem knnen durch Modifier die Verarbeitung von PVC verbessert werden (Wirkung: schnellere Plastifizierung von PVC).


Verwendung
Etwa 70 % der PVC-Anwendungen entfallen auf den Bausektor, hierbei wird das PVC zu Fensterprofilen, Rohren, Fussbodenbelgen oder Dachbahnen verarbeitet. Die Rohre setzen sich wegen ihrer glatten Innenflche wenig zu. Auerdem werden schwerentflammbare Kabel und Folien hergestellt, letztere z. B. fr die Wasserkerne von Wasserbetten.

PVC-Hartschaum findet in der Faserverbundtechnologie Verwendung als Sandwichwerkstoff, zum Beispiel in Sportbooten, Rotorblttern fr Windkraftanlagen und im Waggonbau.

Das niedrige Gewicht des Kunststoffs kann zu Energieeinsparungen in Anwendungsbereichen wie Verpackung (Kraftstoffersparnis bei der Verteilung) und Verkehr (geringerer Kraftstoffverbrauch) fhren.

Die oft als besonders positiv hervorgehobenen Eigenschaften von PVC wie Sure-, l- und Seewasser-Bestndigkeit sind bei vielen Anwendungen nicht erforderlich. Daher raten alle Umweltverbnde dazu, die Herstellung von PVC (die zur Chlorchemie gehrt) baldmglichst bis auf einige wenige Spezialanwendungen (zum Beispiel Benzintanks und -kanister) einzustellen.

In vielen Anwendungsbereichen knnen auch andere Kunststoffe wie PP (Polypropylen) oder PE (Polyethylen) statt PVC eingesetzt werden. Insbesondere bentigen sie keine Weichmacher, die aus Weich-PVC ausdnsten knnen (typischer Plastik-Geruch) und stark gesundheitsschdlich sind.

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Quelle: Wikipedia


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