Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid (Kurzzeichen PVC) ist einer der älteren Kunststoffe und wurde bereits im Jahr 1838 entdeckt. Seine Herstellung begann 1926. Seit 1950 wird Polyvinylchlorid industriell als Massenkunststoff produziert. Seine Hauptkette ist ausschließlich aus Kohlenstoffatomen aufgebaut (Abb. 1a).

         
        Abb. 1 Molekulare Strukturformel und Anwendungsbeispiele für Polyvinylchlorid                                                       a) Strukturformel, b) Identifikationskarte, Isolierband und Hülle
Vielfältige Eigenschaften werden dem PVC bei der Herstellung durch die Zugabe von unterschiedlichen Substanzen, die als Additiven bezeichnet werden, verliehen. Polyvinylchlorid ist amorph und kann somit als lichtdurchlässiges Material genutzt werden. Ausgewählte Kennwerte von Polyvinylchlorid sind in Tab.1 dargestellt.

Tab. 1 Kennwerte von Polyvinylchlorid (PVC-U)  

 Dichte  1,38 g/cm3
 E-Modul  3.000 MPa
 Streckspannung  58 MPa
 Kugeleindruckhärte H358/30  130 MPa
 Kerbschlagzähigkeit nach Izod bei 23°C  5 kJ/m²
 Glasübergangstemperatur  80°C
 Wärmebeständigkeit HDT/B  69°C
 Dauergebrauchstemperatur max. / min.  60°C / -30°C

Hergestellt wird das PVC durch Polymerisation von Vinylchlorid, wobei zwischen den zwei PVC-Kategorien zu unterscheiden ist: unplastifiziertes PVC-U (auch als PVC-hart bezeichnet) ohne oder mit wenig Weichmachern und plastifiziertes PVC-P (auch PVC-weich genannt) mit 20 % bis 50 % Weichmachern.
Die mechanischen Eigenschaften von Polyvinylchlorid sind von der Menge des Weichmachers abhängig. Die Festigkeit kann bei unplastifiziertem Polyvinylchlorid 60 MPa erreichen. Auch andere Eigenschaften sind sortenspezifisch. Polyvinylchlorid ohne Weichmacher ist selbstverlöschend. Die Chemikalienbeständigkeit ist mittelmäßig.
Polyvinylchlorid lässt sich gut bearbeiten und schweißen. Durch die Möglichkeit der Weichmachung wird der Kunststoff in zahlreichen Bereichen verwendet wie im Bauwesen (zum Beispiel als Beschichtungen, Bodenbeläge, Dämpfungselemente, Fußleisten, Isolierungen, Kabeln, Rohre und Stecker), in der Medizin (zum Beispiel als Blutbeutel, Katheter oder Schutzkleidung). PVC-Stoffe werden zur Fertigung von Regenkleidung und Zelten sowie als Kunstleder für Schuhe und Stiefel verwendet. Das Sortiment an Alltagsprodukten und Utensilien aus PVC ist riesig, es umfasst Folien und Verpackungen, Taschen und Koffern, Dosen, Flaschen und Tuben für Kosmetik und Lebensmitteln. Drei Anwendungsbeispiele für PVC sind in Abb. 1b gezeigt. Die Produkte aus PVC sind meist kostengünstig in der Anschaffung und Anwendung.<<