Wie wird Polyvinylchlorid hergestellt?

Im Alltag ist Polyvinylchlorid (PVC) überall um uns herum, in verschiedenen Produktformen wie 24 % in Rohren, 19 % Folien und Platten, 17 % Profile und Schläuche, 10 % Kabel und Schläuche, 8 % Flaschen, 5 % Bodenbelagsprodukte , 4 % beschichtete Gewebe, 2 % Formware und 2 % Vinylware. Es ist ein wichtiges Kunststoffmaterial, das in Bau-, Transport-, Verpackungs-, Elektro-/Elektronik- und Gesundheitsanwendungen weit verbreitet ist.

Bedarf an PVC im Alltag!

Wir verwenden PVC, weil; Sie machen das Leben sicherer, bringen Trost und Freude und helfen, natürliche Ressourcen zu schonen. Im Einsatz für Autoteile trägt PVC somit dazu bei, das Verletzungsrisiko bei Unfällen zu reduzieren. In Mode, Möbeln und allen Arten von Indoor- und Outdoor-Accessoires eröffnet PVC funktionale und gestalterische Möglichkeiten, die sowohl optisch ansprechend als auch grundsätzlich praktisch sind. Kurz gesagt, PVC ermöglicht uns ein besseres, reicheres und vielleicht sogar schöneres Leben.

Aber wer und wie wurde PVC entdeckt?

PVC wurde 1872 versehentlich vom deutschen Chemiker Eugen Baumann synthetisiert. Das Polymer erschien als weißer Feststoff in einem Kolben mit Vinylchlorid, der dem Sonnenlicht ausgesetzt worden war.

Chemische Eigenschaften von PVC

PVC enthält einen hohen Chlorgehalt (57 %). PVC ist chemisch beständig gegen Säuren, Salze, Basen, Fette und Alkohole.

Thermische Eigenschaften von PVC

PVC beginnt sich ab einer Temperatur von 140 °C zu zersetzen, wobei die Schmelztemperatur bei etwa 160 °C beginnt. Die Hitzestabilität von Roh-PVC ist sehr schlecht, daher ist die Zugabe von Hitzestabilisatoren während des Herstellungsprozesses notwendig, um die Produkteigenschaften zu gewährleisten.

Herstellungsprozess

Die Herstellung von Polyvinylchlorid (PVC) beinhaltet

SCHRITT 1] Herstellung von Ethylendichlorid

SCHRITT 2] Herstellung von Vinylchlorid-Monomer

SCHRITT 3] Herstellung von Polyvinylchlorid

SCHRITT 1]

Chlor wird durch Elektrolyse aus Meersalz gewonnen, und Ethylen wird aus Kohlenwasserstoff-Rohstoffen gewonnen. Diese werden zu Ethylendichlorid (1,2-Dichlorethan) umgesetzt.

C₂ H₄ + Cl₂ =C₂ H₄ Cl₂

Ethylen + Chlor =Ethylendichlorid

SCHRITT 2]

Das Ethylendichlorid wird dann durch Erhitzen in einem Hochtemperaturofen oder -reaktor zersetzt.

C₂ H₄ Cl₂ =C₂ H₃ Cl + HCl

Ethylendichlorid =Vinylchloridmonomer + Chlorwasserstoff

Der Chlorwasserstoff wird in Gegenwart von Sauerstoff mit weiterem Ethylen umgesetzt (eine Reaktion, die als Oxychlorierung bekannt ist).

2HCl + C₂ H₄ + ½ O₂ =C₂ H₄ Cl₂ + H₂ O

Dabei entsteht weiteres Ethylendichlorid. Das entstandene Ethylendichlorid wird nach obiger Gleichung zersetzt und der Chlorwasserstoff wieder zur Oxichlorierung zurückgeführt.

C₂ H₃ Cl + HCl₂ + H₂ O

Die Gesamtreaktion kann durch Addition der obigen Gleichungen gezeigt werden:

2C₂ H₄ + Cl₂ + ½ O₂ =2C₂ H₃ Cl + H₂ O

Ethylen + Chlor + Sauerstoff =VCM + Wasser

SCHRITT 3]

PVC wird nach einem Verfahren namens Additionspolymerisation hergestellt. Diese Reaktion öffnet die Doppelbindungen im Vinylchlorid-Monomer (VCM), wodurch sich benachbarte Moleküle verbinden können, wodurch langkettige Moleküle entstehen.

nC₂ H₃ Cl =(C₂ H₃ Cl)_n

Vinylchloridmonomer =Polyvinylchlorid

Anwendungen

• Es wird für Abwasserrohre und andere Rohranwendungen verwendet, bei denen die Kosten oder die Korrosionsanfälligkeit die Verwendung von Metall einschränken.
• PVC ist stark, leicht, haltbar und vielseitige Eigenschaften machen es ideal für Fensterprofile.
• PVC wird seit fast 50 Jahren für Hunderte von lebensrettenden und Gesundheitsprodukten verwendet, die in der Chirurgie, Pharmazie, Medikamentenverabreichung und medizinischen Verpackung verwendet werden.
• PVC bringt sowohl Hochleistungsqualitäten als auch wichtige Kostenvorteile für die Automobilindustrie. Es wird als Türinnenverkleidungen und -taschen, Sonnenblenden, Sitzbezüge, Dachhimmel, Dichtungen, Schmutzfänger, Unterbodenschutz, Bodenbeläge, äußere Seitenleisten und Schutzleisten sowie als Steinschlagschutz verwendet.
• PVC wird üblicherweise als Isolierung für elektrische Kabel verwendet.
• PVC ist in der Bekleidung weit verbreitet, um entweder ein lederähnliches Material herzustellen.