Polyvinylchloride
Van Wikipedia
PVC of Polyvinylchloride is een veelvuldig toegepaste thermoplast die ontstaat na polymerisatie van het monomeer vinylchloride. Omdat PVC goedkoop en eenvoudig te bewerken is, wordt het veel toegepast in allerlei takken van de industrie ter vervanging van onder andere hout en beton. Vanuit milieu-oogpunt ligt PVC vaak onder vuur. Dat heeft te maken met loodhoudende stoffen (stabilisatoren) die in kleine hoeveelheden aanwezig zijn. Medio 2006 is er een trend gaande om de loodhoudende stabilisatoren in het PVC te vervangen door organisch en op tin gebaseerde stabilisatoren. Alle additieven moeten voldoen aan de Europese richtlijn REACH en de milieuvriendelijke variant hydrotalciet kan rekenen op een groter deel van de markt.
Inhoud |
[bewerk] Geschiedenis
Polyvinylchloride is bij toeval ontdekt in 1838 door Henri Victor Regnault en in 1872 is het herontdekt door Eugen Baumann. In beide gevallen ontstond er een witte vast stof nadat een fles vinylchloride werd blootgesteld aan zonlicht. Pas rond 1910 gingen Ivan Ostromislensky en Fritz Klatte die toen werkzaam waren voor het bedrijf Griesheim-Elektron, op zoek naar commerciële toepassingen van PVC. Wegens het ontbreken van een goed bruikbare procedure om kwalitatief hoogwaardige PVC te produceren vonden zij die niet.
In 1926 ontwikkelde Waldo Semon een methode om breed toepasbare PVC te ontwikkelen door enkele stoffen toe te voegen.
[bewerk] Productie
Polyvinylchloride ontstaat na polymerisatie van vinylchloride. De productie van vinylchloride bestaat uit twee stappen. Eerst laat men etheen reageren met chloor tot dichloorethaan. Vervolgens wordt dit dichloorethaan gekraakt tot vinylchloride en zoutzuur. Ongeveer 30% van de wereldwijde chloorproductie wordt hiervoor gebruikt.
Voor de polymerisatie worden vinylchloride en water gemengd in een autoclaaf. Onder hoge druk en temperatuur vindt dan polymerisatie plaats. Daarna ondergaat de ruwe PVC enkele raffinagebewerkingen om uiteindelijk als granulaat (kleine korrels) te worden afgeleverd. Dit granulaat wordt, onder toevoeging van additieven, verder verwerkt tot het eindproduct.
H Cl H Cl H H
\ / | | | |
C = C ··· - C - C - C - C - ···
/ \ | | | |
H H H H H Cl
vinylchloride polyvinylchloride
De verwerking van granulaten en/of poeders gebeurt op verschillende manieren.
- extrusie
- blaas-extrusie
- spuitgieten
- kalanderen (walsen)
- .....
Dit gebeurt bij hoge temperatuur (meestal 180 - 200°C). Ter voorkoming van afbraak tijdens verwerking wordt een stabilisator toegevoegd. Een stabilisator bestaat uit bijv. lood-zouten zoals tribasisch loodsulfaat (PTS) of dibasisch loodfosfiet (PDF). Tegenwoordig worden ook veel Non-toxic stabilisatoren (Calcium/Zink zouten) gebruikt. Afhankelijk van de toepassing kunnen er andere additieven worden toegevoegd, bijv. glijmiddelen (metaalstearaten, stearylstearaat) of vloeiverbeteraars (methacrylaten) voor een soepele verwerking, UV-stabilisatoren (benzofenonen, benzotriazolen)voor de lichtbestendigheid van raamprofielen, slagvastheidsadditieven (ABS) voor profielen of buizen, weekmakers (DEHP) voor tapijten of folies.
[bewerk] Toepassingen
Na de Tweede Wereldoorlog heeft het gebruik van PVC een grote vlucht genomen in het dagelijks leven. Bekende toepassingsvoorbeelden van PVC in het huishouden zijn behang (vinylbehang) en vloerbedekking zoals zeil. Ook wordt het wel toegepast in beschermende kleding, zoals chemische pakken en regenkleding.
In de medische wetenschap heeft PVC sinds de jaren '50 rubber en glas grotendeels verdrongen in vooraf gesteriliseerde componenten. Belangrijkste redenen daarvoor zijn de chemische stabiliteit, inertheid en flexibiliteit. Bloedinfuuszakken zijn gemaakt van weekgemaakt PVC met DOP. De gebruikte weekmaker (ester van ftaalzuur) heeft een conserverende werking op het bloed, schadelijke bijeffecten zijn terdege onderzocht. Daarnaast kan het materiaal ook in het lichaam zelf worden gebruikt.
In de bouw- en autoindustrie wordt PVC veelvuldig toegepast in constructies, riolering, coatings, dashboards en vloeren. Na polypropeen is het in de autoindustrie de meest gebruikte kunststof. Het is slijtvast, licht en herbruikbaar. PVC is één van de belangrijkste grondstoffen voor kunststoframen in Europa.
Omdat PVC in vrijwel elk denkbare vorm kan worden gegoten en in een breed scala aan kleuren te produceren is, wordt het vaak gebruikt in speelgoed. Zolang het materiaal aan strenge normen voldoet en geen schadelijke weekmakers en andere additieven bevat, is het zelfs voor jonge kinderen veilig te gebruiken.
Tenslotte zijn de verpakkingsindustrie en landbouw grote afnemers van PVC. Ook hier zijn prijs-prestatie overwegingen veelal van doorslaggevend belang.
[bewerk] Gevaren van PVC
Van de meeste van PVC geproduceerde producten wordt aangenomen dat ze veilig te gebruiken zijn. Sommige additieven of weekmakers kunnen wel gevaar voor de gezondheid opleveren. In de EU zijn deze toevoegingen dan ook niet altijd toegestaan. Een en ander is afhankelijk van de toepassing. In de 60'er jaren is voor het eerst aangetoond de grondstof voor PVC, vinylchloride, kankerverwekkend kan zijn. Een ander nadeel is dat er bij de verbranding van PVC dioxine kan vrijkomen, alhoewel men dit tegenwoordig goed in de hand heeft. Voor Greenpeace is dat reden om te streven naar het volledig uitbannen van PVC. In de toepassingen als leidingssystemen (o.a. gas, afvalwater, drinkwater) is de ecologische impact van PVC echter duidelijk lager dan alternatieve materialen zoals blijkt uit diverse studies ("Ökobilanz von Rohrleitungssystemen", EMPA, 1998; "Environmental Life Cycle Analyses of Gas Distribution Systems", Gastec, 1996).
PVC leidinggssystemen hebben een levensduur van minstens 100 jaar. Na gebruik kan het gerecycled en hergebruikt worden.
