Technik

 

 

 

 



Das anfänglich verwendete, inzwischen historische Additionsverfahren von Chlor zu Vinylchlorid wird nicht mehr eingesetzt. Heute werden Rohöl (in geringerem Ausmaß Kohle) und als Chlor„quelle“ Kochsalz als preiswerte Rohstoffe 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 Startermolekül hergestellt werden (Radikalkettenmechanismus). Auch die Emulsionspolymerisation wird zur Synthese eingesetzt.

Heute wird PVC in PVC-weich (PVC-P /P=plasticized) und PVC-hart (PVC-U /U=unplasticized) unterteilt. Ein bekannter Vertreter von PVC-weich ist das Kunstleder. Aus Hart-PVC werden Rohre und Profile, z. B. für Fenster hergestellt, ferner Pharmazie-Folien (Tablettenverpackungen, Pralinenverpackungen, Lebensmittelverpackungen usw.). PVC-weich enthält bis zu 40 % Weichmacher; PVC-hart enthält grundsätzlich keinen Weichmacher.

PVC ist ein thermoplastischer Kunststoff, der normalerweise im Temperaturbereich von 160 bis 200 Grad Celsius verarbeitet wird. Das an sich spröde und harte PVC wird mit Additiven, in erster Linie Weichmachern, Stabilisatoren und Schlagzäh-Modifier an die verschiedensten Einsatzgebiete angepasst. Die Additive verbessern die physikalischen Eigenschaften wie die Temperatur-, Licht- und Wetterbeständigkeit, die Zähigkeit und Elastizität, die Kerbschlagzähigkeit, den Glanz und sie dienen der Verbesserung der Verarbeitbarkeit. An die verwendeten PVC-Additive werden hohe Anforderungen gestellt: Sie müssen in möglichst geringer Konzentration eine hohe Wirkung aufweisen, die durch die unterschiedlichen Herstellungsprozesse für das Kunststoffformteil nicht beeinträchtigt werden darf. Sie müssen dem Formteil während dessen Gebrauchsdauer die gewünschten Eigenschaften verleihen. Sie sollen auch aus Konsumentensicht sicher anwendbar sein (siehe: Umwelt- und Gesundheitsaspekte).

Der Zusatz von Thermostabilisatoren ist notwendig, wenn Verarbeitungen bei Temperaturen zwischen 160 und 200 Grad Celsius stattfinden. Bei diesen Temperaturen beginnt ansonsten der Zersetzungsprozesse unter Abspaltung von Chlorwasserstoff. Wenn das PVC bei der Weiterverarbeitung erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist (z.B. durch Heizelementschweißen bei 260 °C), muss das Additivpaket darauf abgestimmt sein.

Der Zusatz von Weichmachern verleiht dem von Natur aus harten Werkstoff plastische Eigenschaften, wie Nachgiebigkeit und Weichheit. Als Weichmacher werden vor allem Phthalsäureester eingesetzt. Weniger Bedeutung haben Adipinsäureester und Phosphorsäureester. Die Weichmacher lagern sich bei der thermoplastischen Verarbeitung zwischen die Molekülketten des PVC ein und lockern dadurch das Gefüge. Diese Einlagerung ist eine physikalische Aufdehnung der Struktur, sodass trotz der geringen Flüchtigkeit eine Migration und Gasabgabe erfolgt. Dadurch kommt es je nach Anwendungszweck zu einer sorbierten Oberflächenschicht oder auch zur Wanderung des Weichmachers in angrenzende Materialien oder auch durch den Luftraum in benachbarte Substanzen. Weichmacher auf der Basis Dioctylphthalat (DOP) migrieren, Produkte auf anderer Basis die auf Grund wesentlich höherer Dampfdrücke langsamer migrieren sind deutlich teurer, werden aber zunehmend zumindest in Europa eingesetzt.

Durch sogenannte Schlagzähmodifier werden Eigenschaften, wie die Kerbschlagzähigkeit verbessert. Solche Modifier bestehen in der Regel aus speziellen Acrylatpolymeren. Durch Modifier wird auch die Verarbeitung von PVC verbessert, so wird eine schnellere Plastifizierung von PVC erreicht.

Dry-Blends sind spezielle Mischungen mit PVC-Pulver.

 

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