PVC

Polyvinylchlorid, abgekürzt PVC, ist ein thermoplastischer Kunststoff.

Table of contents

1 Aufbau und Eigenschaften
2 Geschichte
3 Technik
4 Verwendung
5 Weblinks

Aufbau und Eigenschaften

Polyvinylchlorid wird aus seinem Monomer, Vinylchlorid (chemische Formel CH2=CHCl) erzeugt.

  H       Cl                 H   Cl  H   Cl
   \\     /                   |   |   |   |
    C = C              ··· - C - C - C - C - ···
   /     \\                   |   |   |   |
  H       H                  H   H   H   H 
 Vinylchlorid             Polyvinylchlorid

PVC ist ein harter, spröder, weißer Kunststoff, der erst durch Zugabe von Weichmacher weicher und formbar wird.

Geschichte

Der französische Chemiker Victor Regnault war 1835 der erste, der im Gießener Laboratorium von Justus von Liebig Vinylchlorid herstellte und bemerkte, dass sich daraus bei längerer Einwirkung von Sonnenlicht ein weißes Pulver - Polyvinylchlorid - bildete, konnte die Bedeutung seiner Entdeckung jedoch nicht erkennen.

Mit dem Aufblühen der chemischen Industrie wurde auch der Rohstoff Natronlauge, der für viele Prozesse und Verfahren eingesetzt wird, in immer größeren Mengen hergestellt. Die wichtigsten Einsatzbereiche der Natronlauge sind die Verarbeitung in der Seifenindustrie, die Celluloseherstellung und die Gewinnung von Aluminium aus Bauxit. Die Natronlauge wurde mit Hilfe elektrolytischer Zersetzung aus Kochsalz (Natriumchlorid) gewonnen, übrig blieb dabei Chlor. 1912 erhielt der deutsche Chemiker Fritz Klatte von der Chemischen Fabrik Griesheim, Vorgängerin der Firma Hoechst, den Auftrag, für den massenhaft vorhandenen Rohstoff Acetylen neue Umsetzungsprodukte zu finden. Er legte die Grundsteine für die Herstellung von PVC, das vorerst nur die Bindung von Chlor ermöglichte und so in großen Mengen gelagert werden konnte. Weitere Verwendungsmöglichkeiten bestanden vorerst nicht.

Mit der Rohstoffknappheit während und nach dem ersten Weltkrieg wurden die Anstrengungen verstärkt, PVC als Rohstoff zu nutzen, um teure Rohstoffe durch kostengünstige Materialien zu ersetzen. 1938 wurde PVC in Deutschland schließlich zum ersten Mal großtechnisch hergestellt.

Die Entwicklung der Chlorchemie kann somit auf die Notwendigkeit zurückgeführt werden, die bei der Herstellung von Natronlauge durch elektrolytische Zersetzung von Natriumchlorid entstehenden großen Mengen an Chlor zu lagern und einer Verwendung zuzuführen. Möglich wurde dies durch die großtechnische und kommerzielle Erschließung des thermoplastischen Materials PVC.

Technik

Fritz Klatte stellte für seine Versuche Glasgefäße mit Vinylchlorid und verschiedenen Zusätzen auf den Fabrikshof, um sie wie zuvor Regnault dem Sonnenlicht auszusetzen. 1913 erhielt er ein Patent auf die Polymerisation von Vinylchlorid und seine Verwendung als Hornersatz, als Filme, Kunstfäden und für Lacke.

Das historische Additionsverfahren von Chlor zu Vinylchlorid ist jedoch verlassen worden. Heute werden Rohöl (oder in geringerem Ausmaß Kohle) und Kochsalz als preiswertere Rohstoffbasis eingesetzt. Vier verschiedene Polymerisationsverfahren werden benutzt, wobei ca. 80 % der gesamten Weltproduktion nach der so genannten "Polymerisation in Suspension" hergestellt werden.

Heute wird unterschieden in PVC-weich und PVC-hart. Ein bekannter Vertreter von PVC-weich ist das Kunstleder.

Bei PVC wird unterschieden zwischen den leicht flüchtigen Weichmachern und den Flexibilisatoren. Letztere gehen mit PVC eine chemische Verbindung ein und sind deshalb nicht in dem Sinne flüchtig wie die vorgenannten.

Verwendung

Das an sich spröde und harte PVC wird mit Weichmachern und Stabilisatoren an die verschiedensten Einsatzgebiete angepasst.

Es war sehr weit verbreitet in der Verpackungs- und Kunststoffindustrie. Allerdings sind viele der Weichmacher fettlöslich und gehen von der Verpackung in das Lebensmittel über. Deshalb wurde sein Verwendung für Lebensmittelverpackungen vor einigen Jahren (wann?) verboten. Da PVC Chlor enthält, würde bei seiner unkontrollierten Verbrennung im Beisein von Kohlenwasserstoffen Dioxin entstehen. Dies zu verhindern treibt die Kosten der Müllverbrennung in die Höhe.

Nicht zuletzt aufgrund von Verbraucherprotesten und lokalen Bestimmungen der Städte und Gemeinden für die Vermeidung von PVC-Produkten zum Beispiel bei Errichtung von Neubauten sieht sich die Industrie gezwungen, PVC zunehmend durch modernere, weniger problematische Kunststoffe zu ersetzen. Auf der anderen Seite muss zur Verringerung der Chlorproduktion aber auch die Verwendung von Natronlauge verringert werden.