Polyvinylchlorid (PVC) ist eines der weltweit am häufigsten verwendeten Polymere. Aufgrund seiner Vielseitigkeit wird PVC in einer Vielzahl von industriellen, technischen und alltäglichen Anwendungen eingesetzt, einschließlich der weit verbreiteten Verwendung in Bau-, Transport-, Verpackungs-, Elektro- / Elektronik- und Gesundheitsanwendungen.
PVC ist ein sehr haltbares und langlebiges Material, das in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden kann, entweder starr oder flexibel, weiß oder schwarz und mit einer Vielzahl von Farben dazwischen.
Das erste Patent für ein Polymerisationsverfahren zur Herstellung von PVC wurde 1913 an den deutschen Erfinder Friedrich Klatte erteilt. PVC wird seit 1933 kommerziell hergestellt. Das Material macht heute etwa 20% des weltweit hergestellten Kunststoffs aus, nach Polyethylen an zweiter Stelle.
1. Produktion
Die wesentlichen Rohstoffe für PVC werden aus Salz und Öl gewonnen. Bei der Elektrolyse von Salzwasser entsteht Chlor, das mit Ethylen (aus Öl gewonnen) zu Vinylchloridmonomer (VCM) kombiniert wird. VCM-Moleküle werden polymerisiert, um PVC-Harz zu bilden, in das geeignete Additive eingearbeitet werden, um eine kundenspezifische PVC-Verbindung herzustellen.
Der PVC-Produktionsprozess besteht aus 5 Schritten:
· Gewinnung von Salz- und Kohlenwasserstoffressourcen
· Die Herstellung von Ethylen und Chlor aus diesen Ressourcen
· Die Kombination von Chlor und Ethylen zum Vinylchloridmonomer (VCM)
· Die Polymerisation von VCM zu Polyvinylchlorid (PVC)
· Das Mischen von PVC-Polymer mit anderen Materialien zur Herstellung unterschiedlicher Formulierungen mit einem breiten Spektrum physikalischer Eigenschaften.
1.1 Rohstoffe
PVC benötigt weniger nicht erneuerbare fossile Brennstoffe als jeder andere Standardkunststoff, da PVC im Gegensatz zu anderen Thermoplasten, die vollständig aus Öl gewonnen werden, aus zwei Ausgangsmaterialien hergestellt wird.
· 57% des Molekulargewichts stammen aus Kochsalz
· 43% stammen aus Hyrdocarbon-Rohstoffen (zunehmend wird Ethylen aus Zuckerpflanzen auch für die PVC-Produktion als Alternative zu Ethylen aus Öl oder Erdgas verwendet).
Während PVC am häufigsten aus Salz und Öl hergestellt wird, wird PVC in einigen Regionen der Welt ohne Verwendung von Ölrohstoffen hergestellt (wobei aus Öl gewonnener Kohlenwasserstoff durch aus biologischem Anbau gewonnener Kohlenwasserstoff ersetzt wird). PVC ist daher weit weniger ölabhängig als andere Thermoplaste. Es ist außerdem äußerst langlebig und energieeffizient für eine Reihe von Anwendungen, was eine äußerst effektive Verwendung von Rohstoffen ermöglicht.
· Im Meer sind über 50 Billiarden Tonnen Salz gelöst, und im Untergrund stehen über 200 Milliarden Tonnen Salz zur Verfügung - die Reserven dieses Materials sind eindeutig reichlich vorhanden
· Ethylen aus Öl macht 0,3% des jährlichen Ölverbrauchs aus, aber zunehmend wird auch Ethylen aus Zuckerpflanzen für die PVC-Produktion verwendet
1.2 Nebenprodukte
Zu den Produkten und Nebenprodukten der PVC-Herstellung gehören Chlor und Ätznatron, zwei der vielleicht wichtigsten Herstellungsbestandteile nicht nur für die PVC-Herstellung, sondern auch für viele andere Anwendungen. Chlor wird zur Herstellung lebensrettender Medikamente verwendet, in der Tat 85% aller Arzneimittel. Ätznatron hat auch viele wichtige alltägliche Anwendungen, einschließlich der folgenden Anwendungen: Zellstoff- und Papierherstellung, Seifen- und Tensidherstellung, Wasch- und Reinigungsmittel, Aluminiumoxidgewinnung, Textilien und in der Lebensmittelindustrie.
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