Polyvinylchlorid (PVC): Eigenschaften, Geschichte und moderne Anwendungen

Polyvinylchlorid (PVC) ist einer der am häufigsten verwendeten Polymere auf dem heutigen Markt. Natürlicherweise reinweiß und sehr steif, ist PVC auch einer der ältesten Kunststoffe der Welt. PVC wurde erstmals 1872 synthetisiert, aber erst 1913 für kommerzielle Anwendungen beherrscht, als der deutsche Erfinder Friedrich Heinrich August Klatte Sonnenlicht nutzte, um Vinylchlorid zu polymerisieren.

Mitte des 20. Jahrhunderts schnellte die Nachfrage nach der kostengünstigen Alternative zu Naturkautschuk in die Höhe, und die PVC-Produktion stieg stark an. PVC war besonders in der Bauindustrie beliebt aufgrund seiner Beständigkeit gegen Licht, Chemikalien und Korrosion. Heute wird PVC weiterhin breit in der Gesundheitsversorgung, IT, im Verkehr, in Textilien und im Bauwesen eingesetzt. Hier erfahren Sie alles Wissenswerte über Polyvinylchlorid – von der Herstellung bis zu den beliebtesten Anwendungen.

Was ist Polyvinylchlorid?

PVC wird durch Polymerisation von Vinylchlorid-Monomer hergestellt. Die Herstellung von Vinylchlorid-Monomer umfasst die Erzeugung von Chlor durch Elektrolyse von Salzwasser. Das Chlor wird dann mit Ethylen kombiniert, wodurch Ethylendichlorid entsteht, das bei sehr hohen Temperaturen in Vinylchlorid-Monomer umgewandelt wird. Dieses Vinylchlorid-Monomer kann dann polymerisiert werden, um PVC zu bilden.

PVC wird in zwei Hauptformen produziert: als unverfestigter Polymer und als flexibler Kunststoff. In seiner unverfestigten Form ist PVC steif, aber spröde. Die flexible Form hingegen ist weicher und leichter zu biegen. Flexibles PVC wird durch Zugabe von Weichmachern wie Phthalaten zum starren PVC hergestellt.

Generell wird starres PVC für Anwendungen wie Bauwesen, Sanitär und Landwirtschaft verwendet, während flexibles PVC als Kautschukalternative und für Anwendungen wie elektrische Kabelisolation dient.

Eigenschaften und mechanische Spezifikationen von Polyvinylchlorid

PVC wird für viele Anwendungen aufgrund seines hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und guter elektrischer und thermischer Isolation geschätzt. Zudem kann starres PVC bei Temperaturen bis 60 °C ohne Schmelzen eingesetzt werden und lässt sich leicht kleben, schweißen, zerspanen, biegen oder formen. Produkte aus PVC sind zudem recycelbar, wobei der hohe Chlorgehalt und mögliche Veränderungen der chemischen Zusammensetzung beim Recycling die Verarbeitung erschweren können.

Flexibles PVC weist völlig andere physikalische und mechanische Eigenschaften auf. Es ist deutlich weniger chemikalienbeständig und baut sich bei hohen Temperaturen schneller ab als starres PVC. Dafür ist flexibles PVC leichter zu verarbeiten und wird aufgrund seiner Flexibilität und hohen Schlagfestigkeit für viele Anwendungen bevorzugt. Allerdings eignet sich flexibles PVC nicht für lebensmittelbezogene Anwendungen aufgrund der bei der Weichmachung manchmal verwendeten Chemikalien.

Insgesamt ist PVC ein hochgradig vielseitiges und langlebiges Material, das günstiger ist als viele Alternativen. Zu seinen mechanischen Eigenschaften gehören:

• Zugfestigkeit: 7.500 psi
• Zugmodul: 411.000 psi
• Biegefestigkeit: 12.800 psi
• Biegemodul: 481.000 psi
• Härte: 115 Rockwell R

Beliebte Anwendungen für Polyvinylchlorid

PVC, insbesondere starres PVC, ist einer der beliebtesten und wichtigsten Thermoplaste im kommerziellen Einsatz heute, mit unzähligen kommerziellen und industriellen Anwendungen. Zu den gängigsten Anwendungen für starres PVC gehören Rohre, Dachbedeckungen, Stromverteilerkästen, Schalter, Steckdosengehäuse und Batterieklemmen. Starres PVC findet sich auch in Konsumgütern wie Flaschen, Vorhangschienen, Audio- und Videokassettenhüllen, Schallplatten und Kreditkarten.

Flexibles PVC hat aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften andere Anwendungsbereiche. Es wird zur Herstellung von wasserdichten Membranen, Kabelisolierung, Dachauskleidungen, Leitungsisolierung, Förderbändern und Schläuchen verwendet. Besonders hervorzuheben ist der Einsatz von flexiblem PVC in zahlreichen medizinischen Anwendungen, darunter Sauerstoffzelte, Beutel und Schläuche für Bluttransfusionen, Infusionen und Dialyseflüssigkeiten.

Warum Polyvinylchlorid wählen?

Polyvinylchlorid ist eine langlebige, erschwingliche und vielseitige Alternative zu traditionellen Baumaterialien wie Holz, Metall, Kautschuk und Glas. Zudem ist PVC recycelbar, in seiner starren Form ungiftig, feuerbeständig und nicht leitend. Es ist auch chemikalienbeständig, weshalb es häufig in Abwasserrohren verwendet wird.

Allerdings haben einige andere Kunststoffe einen höheren Schmelzpunkt oder effektivere Isolationseigenschaften als PVC. Für bestimmte Projekte kann ein anderer Kunststoff geeigneter sein. Beispielsweise ist PET-Kunststoff eine ungiftige Alternative zu flexiblem PVC, die häufig für Lebensmittelverpackungen verwendet wird.

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