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PVC oder Polyvinylchlorid gilt als eines der am häufigsten hergestellten Kunststoffprodukte der Welt.
Durch die Einarbeitung verschiedener, auf spezifische Anwendungen zugeschnittener Kunststoffadditive können PVC-Kunststoffe vielfältige physikalische und mechanische Eigenschaften aufweisen.
Es stellt sich jedoch die entscheidende Frage: Ist PVC sicher? Lassen Sie uns tiefer in die Erforschung des PVC-Themas eintauchen!
Was ist PVC?
PVC, vollständig bekannt als Polyvinylchlorid, ist eines der am häufigsten hergestellten Kunststoffprodukte der Welt.
Polyvinylchloridharz, der Hauptbestandteil von PVC, ist eine hochmolekulare Verbindung, die durch Polymerisation von Vinylchloridmonomeren entsteht.
Normalerweise ist es ein weißes oder hellgelbes Pulver, das nicht allein verwendet werden kann und muss modifiziert werden.
Durch die Zugabe geeigneter Weichmacher zum PVC-Harz können vielfältige starre, flexible und transparente Produkte hergestellt werden.
PVC ist für seine hohe Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, chemische Korrosion und Hitze bekannt.
Im Wesentlichen handelt es sich bei PVC um eine Art Vakuumfolie, die zur Oberflächenverpackung verschiedener Platten verwendet wird und daher auch als Dekorfolie oder Klebefolie bezeichnet wird.
Daher wird es häufig in verschiedenen Bereichen wie dem Baugewerbe, elektrischen Leitungen und Kabeln, Rohrleitungen, Verpackungen und medizinischen Geräten eingesetzt.
Was ist die Zusammensetzung von PVC?
Die chemische Zusammensetzung von PVC umfasst hauptsächlich Polyvinylchloridharz, Weichmacher, Stabilisatoren, Füllstoffe und andere Zusatzstoffe.
Diese Komponenten verleihen PVC viele hervorragende Eigenschaften.
Erstens verfügt PVC über eine hohe mechanische Festigkeit und Härte und erfüllt die Anforderungen in verschiedenen Einsatzumgebungen.
Darüber hinaus weist PVC eine hohe Beständigkeit gegen chemische Korrosion auf und funktioniert gut in korrosiven Medien wie Säuren, Laugen und Salzen.
Darüber hinaus verfügt PVC über eine gute UV-Beständigkeit und behält seine Integrität für eine längere Verwendung im Innen- und Außenbereich ohne Schäden durch ultraviolette Strahlen.
Darüber hinaus ist PVC gut verarbeitbar, sodass durch thermoplastische Verarbeitungsverfahren verschiedene Formen erzeugt werden können .
Allerdings werfen diese chemischen Bestandteile auch einige Sicherheitsbedenken hinsichtlich PVC auf.
Erstens kann das Chlorelement in PVC unter bestimmten Bedingungen schädliche Gase freisetzen, die potenzielle Risiken für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellen.
Zweitens entstehen bei der Verbrennung von PVC giftige Gase und Schadstoffe, die sowohl für die menschliche Gesundheit als auch für die Umwelt gefährlich sein können.
Darüber hinaus können bei der Herstellung und Entsorgung von PVC Schadstoffe entstehen, die zu einer Umweltverschmutzung führen.
Was sind die Herstellungsmethoden von PVC?
Der Polymerisationsprozess von PVC wird durch die ringöffnende Polymerisationsreaktion von Vinylchloridmonomeren erreicht.
Bei der Polymerisation werden die Doppelbindungen in den Vinylchloridmonomeren aufgebrochen und es bilden sich Polymerketten bestehend aus Chlor-, Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen.
Die Polymerisation kann in Lösung, Suspension oder durch Emulsionspolymerisation erfolgen.
Es gibt vier kommerzielle Hauptmethoden für die PVC-Herstellung: Suspension, Masse, Emulsion und Lösung, wobei Suspension am weitesten verbreitet ist.
Die Steifigkeit von PVC-Produkten hängt von der Menge der verwendeten Weichmacher (wie Dioctylphthalat oder Dibutylphthalat) ab: Hart-PVC (10–25 % Weichmacher), halbhartes PVC (30–40 %) und flexibles PVC (40–70 %). ).
Alle PVC-Typen benötigen Stabilisatoren, um eine Verschlechterung der Verarbeitung zu verhindern.
Die Weichmacher im Weich-PVC machen das Polymer weicher und werden je nach den geforderten Produkteigenschaften ausgewählt.
Bewertung der PVC-Sicherheit: Ist PVC giftig?
Nun ist es die Sicherheit, die uns am meisten am Herzen liegt.
Während reines PVC stabil und ungiftig ist, birgt seine Herstellung und Verarbeitung gesundheitliche Risiken.
PVC erweicht bei 80 °C und zersetzt sich bei 130 °C unter Freisetzung von Salzsäure.
Unter starker Hitze und UV-Licht zersetzt es sich und erzeugt schädliche Gase wie Chlorwasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid.
Bei der PVC-Herstellung werden häufig Zusatzstoffe wie Weichmacher und Stabilisatoren verwendet, darunter auch schädliche Metallsalze wie Blei und Zinn.
Diese können auslaugen und gesundheitsgefährdend sein. Weichmacher, bekanntermaßen krebserregend, können innere Systeme schädigen und möglicherweise ernsthafte Gesundheitsprobleme verursachen.
Außerdem kann Vinylchlorid, das während des Lebenszyklus von PVC freigesetzt wird, bei längerer Exposition Lungenkrebs verursachen.
Die Umweltauswirkungen von PVC
Wenn es um Umweltprobleme geht, sind die Auswirkungen von PVC jedoch vielfältig und umfassen die Produktions-, Verwendungs- und Entsorgungsphasen.
Produktionsphase:
Die PVC-Produktion ist eine energieintensive Industrie, bei der giftige Chemikalien wie Dichlorethan, Vinylchlorid und Quecksilber zum Einsatz kommen.
Explosionen oder Lecks in diesen Anlagen stellen erhebliche Gesundheitsrisiken für Arbeiter und Anwohner dar.
Nutzungsphase:
Die Verwendung von Weichmachern, die für die Herstellung flexibler PVC-Produkte unerlässlich sind, führt zu hohen Phthalatkonzentrationen in Sedimenten und Klärschlamm, was unvorhersehbare Auswirkungen auf die Umwelt und die Tierwelt hat.
Darüber hinaus sind Stabilisatoren, die zur Verbesserung der thermischen Stabilität von PVC zugesetzt werden, eine Hauptquelle der Schwermetallbelastung.
Entsorgungsstufe:
Aufgrund seines Gehalts an Weichmachern und Schwermetallen ist die Entsorgung von PVC-Abfällen eine Herausforderung. Durch die Vermischung mit recycelten Kunststoffen können diese verunreinigt werden, wodurch ein toxischer Kreislauf in der Recyclingwirtschaft entsteht.
Beim Verbrennen von PVC wird aufgrund seines Chlorgehalts nicht nur das stechende, giftige Chlorwasserstoffgas, sondern auch das stark krebserregende Dioxin freigesetzt.
Häufige Verwendungszwecke für PVC-Kunststoffprodukte
Als weit verbreitetes Material findet sich Polyvinylchlorid in vielen Produkten des täglichen Bedarfs.
Im Bereich der Heimtextilien wird PVC häufig für die Herstellung langlebiger Fensterrahmen, robuster Sanitärrohre und pflegeleichter Vinylböden verwendet.
Darüber hinaus wird spritzgegossenes PVC aufgrund seiner Robustheit und Isoliereigenschaften auch in der Automobilindustrie für Komponenten wie Armaturenbretter, Türverkleidungen und Kabelisolierungen verwendet.
Die Bauindustrie ist einer der Hauptanwendungsbereiche für PVC.
Aufgrund seiner langen Lebensdauer und Verschleißfestigkeit wird es häufig in Rohrleitungen, Dächern und Wandverkleidungen eingesetzt.
Um die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern, wird PVC-Material als lebensmittelechter Kunststoff zum Verpacken von Lebensmitteln mit niedriger Temperatur oder Raumtemperatur und geringem Fettgehalt wie Gemüse, Obst und Eiern verwendet.
PVC im medizinischen Bereich: kostengünstige und praktische Lösungen
Aufgrund seiner hervorragenden Leistung und Erschwinglichkeit wird Polyvinylchlorid häufig bei der Herstellung medizinischer Hilfsmittel wie Blutbeutel, Atemmasken und Katheter verwendet.
PVC ist auch das am häufigsten verwendete Material für sterile Einweg-Medizinprodukte und ist mit intravenösen Flüssigkeiten und Blut kompatibel.
Allerdings enthält Weich-PVC häufig Weichmacher wie Phthalate, die schädliche Auswirkungen auf den menschlichen Körper, insbesondere auf das Hormonsystem, haben können.
Angesichts der wachsenden Bedenken hinsichtlich der Sicherheit von PVC hat die Medizinindustrie begonnen, nach alternativen Materialien wie weichmacherfreiem PVC oder anderen Kunststoffarten zu suchen , um potenzielle Gesundheits- und Umweltrisiken zu reduzieren.
PVC und Verbrauchergesundheit: Bewertung potenzieller Risiken
Obwohl PVC als Material möglicherweise nicht direkt gesundheitsschädlich ist, könnten bestimmte darin enthaltene Chemikalien eine Gefahr für die Gesundheit der Verbraucher darstellen.
Es ist wichtig zu beachten, dass PVC-Frischhaltefolie anfällig für Zersetzung und Alterung ist und bei ihrer Herstellung eine erhebliche Menge an Weichmachern verwendet wird, um die Flexibilität und Transparenz zu verbessern.
Bei Kontakt mit Fetten oder hohen Temperaturen können diese Weichmacher in Lebensmittel übergehen.
Eine übermäßige Aufnahme dieser Stoffe durch den Menschen kann gesundheitsschädlich sein.
Folglich wird PVC-Frischhaltefolie durch nationale Vorschriften als eingeschränktes Produkt eingestuft und sollte nicht direkt zum Verpacken von Fleisch, gekochten Lebensmitteln oder fetthaltigen Produkten verwendet werden.
PVC vs. andere Materialien: Ein analytischer Vergleich
PVC ist insbesondere in der Großserienproduktion ein kostengünstiges Material.Im Vergleich zu hochwertigeren Materialien wie Polycarbonat und ABS-Kunststoff ist PVC im Allgemeinen günstiger.
PVC bietet eine bessere Beständigkeit gegenüber Säuren und Laugen als PP-Platten, ist jedoch spröder und härter.
Es ist beständig gegen ultraviolette Strahlung, hält langfristigen klimatischen Veränderungen stand und ist nicht leicht entflammbar.
Einer der Hauptnachteile von PVC im Vergleich zu anderen Materialien sind seine Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit.
Aufgrund der Anwesenheit von Weichmachern und anderen Chemikalien kann PVC Schadstoffe freisetzen.
Im Vergleich zu PTFE oder Silikon weist PVC eine schlechtere Temperaturbeständigkeit auf.
Bei hohen Temperaturen kann PVC erweichen oder sich zersetzen, was seine Verwendung in bestimmten Hochtemperaturanwendungen einschränkt.
PVC-Recycling-Entsorgung: Sicherheitsaspekte
In den Kunststoffrecyclingsymbolen steht „03“ für PVC. Dies bedeutet jedoch nicht, dass PVC leicht zu recyceln ist, da es häufig verschiedene Zusatzstoffe enthält.
Bei der Verarbeitung von PVC ist die Sicherheit ein entscheidender Aspekt, insbesondere angesichts des hohen Schmelzpunkts von PVC .
Wenn Polyvinylchlorid über seinen Schmelzpunkt hinaus erhitzt wird, zersetzt es sich und setzt Chlorwasserstoffgas frei, das beim Einatmen gesundheitsschädlich ist.
Um ein sicheres Recycling zu gewährleisten, müssen Artikel aus recyceltem Hart-PVC vollständig mit einer bleifreien Schicht überzogen sein, um Mensch und Umwelt vor versehentlicher Bleibelastung zu schützen.
Darüber hinaus kann recyceltes Hart-PVC nur in derselben Verwendung wiederverwendet werden, beispielsweise von Fensterprofilen zu Fensterprofilen.
Sicherheitsvorschriften und -normen für PVC
Um die Sicherheit von PVC-Kunststoff zu erhöhen, wurden zahlreiche internationale und regionale Vorschriften und Standards erlassen.
Beispielsweise schränkt die REACH-Verordnung der EU die Verwendung bestimmter Weichmacher wie Phthalate in PVC-Produkten ein.
Gemäß dem chinesischen „National Food Safety Standard for Food Contact Plastic Resins“ (GB4806.6-2016) ist Vinylchlorid in Lebensmittelkontaktmaterialien und -produkten nicht nachweisbar und seine Restmenge darf 1 mg/kg nicht überschreiten.
PVC, das in Kinderspielzeug und Pflegeprodukten verwendet wird, muss bestimmte Sicherheitsstandards erfüllen, um den Gehalt an schädlichen chemischen Substanzen zu begrenzen.
Abschluss
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Sicherheit von PVC von den chemischen Zusatzstoffen abhängt, die bei seiner Herstellung und Anwendung verwendet werden.
Obwohl PVC selbst relativ stabil ist, können darin enthaltene Zusatzstoffe wie Weichmacher Risiken für Gesundheit und Umwelt darstellen.
Daher kann die Einhaltung strenger internationaler und regionaler Sicherheitsstandards und -vorschriften die Sicherheit von PVC-Produkten erheblich verbessern.
