Alles, was Sie über Polyvinylchlorid (PVC)-Kunststoff wissen müssen

Polyvinylchlorid (PVC) ist einer der vielseitigsten und weltweit am häufigsten verwendeten thermoplastischen Werkstoffe. PVC ist bekannt für seine Langlebigkeit, seinen günstigen Preis und seine Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse und wird in zahlreichen Branchen eingesetzt, vom Bauwesen bis zum Gesundheitswesen. In diesem Artikel erfahren Sie, was PVC ist, welche Eigenschaften es hat, welche Anwendungen es bietet und vieles mehr.

Was ist Polyvinylchlorid (PVC)?

Polyvinylchlorid (PVC) ist ein synthetisches Polymer, das durch Polymerisation von Vinylchlorid hergestellt wird. Es wurde erstmals 1872 synthetisiert und in den 1920er Jahren von der BF Goodrich Company kommerziell produziert. PVC wird hauptsächlich in der Bauindustrie eingesetzt, findet aber auch Anwendung in der Beschilderung, im Gesundheitswesen, in Textilien und vielem mehr.

PVC ist in zwei Hauptformen erhältlich:

1. Hart-PVC (uPVC)– Weich-PVC ist ein starkes, langlebiges Material, das in Rohrleitungen, Fensterrahmen und anderen strukturellen Anwendungen verwendet wird.
2. Flexibles PVC– Mit Weichmachern modifiziertes flexibles PVC ist weich, biegsam und wird häufig in Produkten wie Elektrokabelisolierungen, Fußböden und flexiblen Schläuchen verwendet.

Eigenschaften von Polyvinylchlorid (PVC)

Die Eigenschaften von PVC machen es zu einem bevorzugten Material für viele Anwendungen:

• Dichte: PVC ist mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,4 dichter als viele andere Kunststoffe.
• Haltbarkeit: PVC ist beständig gegen Abbau durch Umwelteinflüsse, Chemikalien und UV-Strahlen und daher ideal für langlebige Produkte.
• Stärke: Hart-PVC zeichnet sich durch hervorragende Zugfestigkeit und Härte aus, während Weich-PVC seine Flexibilität und Festigkeit behält.
• Recyclingfähigkeit: PVC ist leicht recycelbar und wird durch den Harzcode „3“ gekennzeichnet, was die Nachhaltigkeit fördert.

Wichtige Eigenschaften von PVC

• Schmelztemperatur: 100 °C bis 260 °C (212 °F bis 500 °F), abhängig von den Zusatzstoffen.
• Zugfestigkeit: Flexibles PVC hat einen Bereich von 6,9 bis 25 MPa, während starres PVC mit 34 bis 62 MPa sogar noch stärker ist.
• Wärmeableitfähigkeit: PVC kann Temperaturen bis zu 92 °C (198 °F) standhalten, bevor es sich verformt.
• Korrosionsbeständigkeit: PVC ist äußerst beständig gegen Chemikalien und Laugen und daher eine langlebige Wahl für verschiedene Branchen.

PVC-Arten: Hart- vs. Flexibel

PVC ist hauptsächlich in zwei Formen erhältlich:

1. Hart-PVC(uPVC): Diese Form ist hart und wird häufig in Bauanwendungen wie Sanitärrohren und Abstellgleisen verwendet. Es wird allgemein als „vin“ bezeichnet.
2. Flexibles PVC: Durch die Zugabe von Weichmachern wird flexibles PVC in Anwendungen eingesetzt, bei denen Biegsamkeit oder Flexibilität erforderlich ist, beispielsweise zur Isolierung von Elektrokabeln, medizinischen Geräten und Fußböden.

Warum wird PVC so häufig verwendet?

Die Popularität von PVC beruht auf seinerniedrige Kosten, Verfügbarkeit, Undbreites Spektrum an Eigenschaften. Hart-PVC wird aufgrund seiner Festigkeit und Haltbarkeit besonders für strukturelle Anwendungen bevorzugt, während sich Weich-PVC aufgrund seiner Weichheit und Flexibilität ideal für Produkte eignet, die gebogen werden müssen, wie etwa medizinische Schläuche oder Fußböden.

Wie wird PVC hergestellt?

PVC wird typischerweise durch eines von drei Polymerisationsverfahren hergestellt:

• Suspensionspolymerisation
• Emulsionspolymerisation
• Massepolymerisation

Bei diesen Verfahren werden Vinylchloridmonomere zu festem Polyvinylchlorid polymerisiert, das dann zu einer Vielzahl von Produkten weiterverarbeitet werden kann.

PVC in der Prototypenentwicklung: CNC-Bearbeitung, 3D-Druck und Spritzguss

Obwohl PVC in vielen Branchen ein beliebtes Material ist, bringt es bei der Prototypenentwicklung und Fertigung einige Herausforderungen mit sich:

• CNC-Bearbeitung: PVC kann mit CNC-Maschinen geschnitten werden, ist jedoch abrasiv und korrosiv, sodass spezielle Geräte (wie Edelstahlschneider) erforderlich sind, um Verschleiß zu vermeiden.
• 3D-Druck: PVC wird aufgrund seiner korrosiven Eigenschaften üblicherweise nicht für den 3D-Druck verwendet. Darüber hinaus setzt es beim Erhitzen giftige Gase frei, was es für diesen Zweck weniger geeignet macht.
• Spritzguss: PVC kannSpritzguss, aber dieser Prozess erfordert aufgrund der Emission schädlicher Gase wie Chlorwasserstoff (HCl) eine angemessene Belüftung und korrosionsbeständige Werkzeuge.

Ist PVC giftig?

PVC kann freisetzengiftige Dämpfebeim Verbrennen oder Erhitzen, insbesondere in industriellen Umgebungen wie 3D-Druck, CNC-Bearbeitung und Spritzguss. Das Material kann schädliche Gase freisetzen wieChlorbenzolUndChlorwasserstoff, was gesundheitliche Risiken bergen kann. Bei der Verarbeitung ist auf ausreichende Belüftung und Schutzausrüstung zu achten.

Vorteile von PVC

• Kostengünstig: PVC ist einer der günstigsten verfügbaren Kunststoffe.
• Haltbarkeit: Es ist stoß-, chemikalien- und umweltbeständig.
• Stärke: PVC bietet eine beeindruckende Zugfestigkeit, insbesondere in seiner starren Form.
• Vielseitigkeit: PVC kann geformt, geschnitten und zu einer breiten Palette von Produkten verarbeitet werden, wodurch es für verschiedene Anwendungen anpassbar ist.

Nachteile von PVC

• Wärmeempfindlichkeit: PVC weist eine schlechte Wärmestabilität auf, was bedeutet, dass es sich bei hohen Temperaturen verziehen oder zersetzen kann, wenn bei der Herstellung keine Stabilisatoren hinzugefügt werden.
• Giftige Emissionen: Beim Verbrennen oder Schmelzen setzt PVC schädliche Dämpfe frei, die eine sorgfältige Handhabung und die Einhaltung von Sicherheitsprotokollen erfordern.
• Ätzende Natur: Bei unsachgemäßer Handhabung kann PVC korrosive Auswirkungen auf Metallwerkzeuge und -geräte haben.

Abschluss

Polyvinylchlorid (PVC) ist ein unglaublich vielseitiger Werkstoff, der ein hervorragendes Gleichgewicht zwischen Erschwinglichkeit, Festigkeit und Umweltbeständigkeit bietet. Seine verschiedenen Formen, starr und flexibel, ermöglichen den Einsatz in vielen Branchen, vom Bauwesen bis zum Gesundheitswesen. Es ist jedoch wichtig, die potenziellen Gesundheitsrisiken und Herausforderungen bei der Verarbeitung von PVC zu verstehen, insbesondere hinsichtlich seiner Emissionen und seiner korrosiven Eigenschaften. Bei richtiger Handhabung ist PVC ein unschätzbar wertvoller Werkstoff, der in der modernen Fertigung und im Bauwesen weiterhin eine entscheidende Rolle spielt.