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PVC ist ein steifes, schweres, biegsames und mittelstarkes Material. Durch Zugabe von Weichmachern kann weicheres, von flexibel bis zu fast gummiähnlich, elastisches Material erzielt werden. Strukturell ist PVC ein Vinylpolymer, ähnlich Polyethylen, doch ist auf jedem zweiten Karbon am Hauptstrang der Kette eines der Wasserstoffatome durch ein Chloratom ersetzt. Es wird durch Polymerisation von Vinylchlorid hergestellt.
Polyvinylchlorid (PVC) wurde zuerst vom deutschen Chemiker Eugen Baumann im Jahr 1872 erzeugt, wurde aber bis 1913, als der Deutsche Friedrich Heinrich August Klatte eine neue Methode zur Polymerisation von Vinylchlorid unter Verwendung von Sonnenlicht entdeckte, niemals patentiert. Klatte patentierte PVC dann, es wurden aber keine wirklich brauchbaren Anwendungsgebiete gefunden, bis Waldo Semon im Jahr 1926 einen Weg fand, PVC zu verbessern.
Waldo Semon arbeitete damals als Forscher für B.F. Goodrich in den Vereinigten Staaten und hatte versucht, Polyvinylchlorid in einem hochsiedenden Lösungsmittel zu dehydrohalogenieren, um ein ungesättigtes Polymer zu erhalten, dass Gummi an Metall binden konnte. Er begann mit dem Material zu experimentieren, kombinierte es mit anderen Chemikalien und setzte es Hitze aus. Das Ergebnis war weichgemachtes Polyvinylchlorid, das nun PVC oder Vinyl genannt wird – ein flexibles Gel mit bemerkenswerten Ähnlichkeiten zu natürlichem Gummi. Für seine Erfindung erhielt er Patente der Vereinigten Staaten. |
In den 1930ern war PVC noch immer eine Laborkuriosität und nach seiner ersten kommerziellen Verwendung als Stoßdämpferdichtung wurden der Industrie andere potentielle Anwendungen zur Reduzierung der Abhängigkeit von begrenzten Gummiressourcen bewusst. Danach wurden die ersten amerikanischen synthetischen Autoreifen, die flexibles Vinyl verwendeten, entwickelt und diese ersten positiven Ergebnisse führten zu weiteren Experimenten mit Vinylrezepturen. Eine Lösung für Vinylgranulate in Weichmacher, Vynilplastisol, wurde zuerst als Beschichtung für wasserdichte Stoffe verwendet. Heutzutage werden vinylbeschichtete Stoffe für alles verwendet, von aufblasbaren Booten bis hin zu Tapeten.
Während des zweiten Weltkriegs spielte Vinyl wegen der Knappheit an natürlichem Gummi eine bedeutende Rolle als Ersatz für natürlichen Gummi. Eine seiner wichtigen Verwendungen war die Kabelisolierung.
In den 1950ern wurden die Fähigkeiten von PVC weiter ausgebaut, neue Rezepturen erweiterten die Materialeigenschaften und neue Märkte eröffneten sich. Die wichtigste Innovation war das, aus Hart-PVC gemachte Bewässerungsrohr in den Vereinigten Staaten. Nun sind Rohre weniger teuer, korrosionsbeständig und eine einfach zu installierende Alternative zu Metallrohren.
Heute beträgt die Weltproduktion von PVC mehr als 20 Millionen Tonnen pro Jahr (war 3 Millionen Tonnen im Jahr 1965) und stellt ein Fünftel der gesamten Plastikproduktion dar.
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PVC Eigenschaften
PVC ist sehr vielseitig; es kann flexibel oder hart, klar oder gefärbt sein, abhängig von den hinzugefügten Gemischen und zu erzielenden Anwendungen. Es sind unterschiedliche Gütegrade von PVC erhältlich, wie zum Beispiel schlagfeste Grade, Leitungs- und Kabelgrade, Tiefzieh- und Spritzgussgrade.
PVC ist robust, stark, einfach zu vermischen und zu verarbeiten, schwer entflammbar und kann für Flüssigkeiten , Gas und Dampf undurchlässig gemacht. Seine Ökoeffizienz ist bemerkenswert, nur 43% seiner Inhaltsstoffe werden aus Öl gewonnen, der Rest kommt aus Salz. PVC ist gut recycelbar, besser als jeder andere Kunststoff.
PVC ist aufgrund der vielen wissenschaftlichen Untersuchungen, welche zur Widerlegung von Unterstellungen in Bezug auf seinen Umwelteinfluss und Gesundheits- und Sicherheitsaspekte durchgeführt wurden, eines der am besten erforschten Materialien der Welt. Nichtsdestotrotz erzeugt die Herstellung von Kunststoffen oft große Mengen toxischer chemischer Schadstoffe, wie Dioxin, Salzsäure und Vinylchlorid, welche während der Lebensdauer von PVC ein Gesundheitsrisiko für Menschen darstellen könnten.
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PVC Anwendungen
PVC wird häufig in der Baubranche verwendet, zum Beispiel in Fensterrahmen und Rollläden, Rohrverkabelung und Beschichtung, Dachdeckung etc.
PVC bietet eine gute Wetterbeständigkeit und ist deshalb das Material der Wahl für Produkte im Außenbereich. PVC-Produkte können bis zu 100 Jahre und mehr halten. Aufgrund seines Chlorgehalts ist es schwer entzündbar.
Außerdem ist es ein hygienisches Material, bestens geeignet für medizinische Anwendungen, speziell Blut- und Plasmabehälter. Im Gesundheitsbereich wird PVC auch sehr viel verwendet für Pharmazeutika, Chirurgie, Medizinverpackung, Flüssigkeitsbeutel, Hülsen, Masken und Handschuhe, Flaschen und Krüge, Drainagesysteme, Herz- und Lungen-Bypassgeräte etc.
Zu den typischen Beispielen von Automobilkomponenten gehören Innentürverkleidungen und Ablagen, Sonnenblenden, Bodenbeläge, Außenseitenleisten, Steinschlagschutz etc.
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Andere allgemein verwendete Thermoplaste
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