von Ute Friedrich
Polyvinylchlorid wurde erstmals 1835 von dem französischen Wissenschaftler Henri Victor Regnault synthetisiert. Seine Entdeckung war zufälliger Natur und so wurde die Bedeutung und Vielfältigkeit dieses einzigartigen Stoffes erst viel später erkannt. Die erste großtechnische Produktion von PVC begann 1928 in den USA durch die BASF und macht heute einen beträchtlichen Teil der Gesamtproduktion der Industriestaaten aus.
Die Rohstoffe für PVC werden zu 43% aus Erdöl und zu 57% aus Steinsalz gewonnen. Durch Raffination und Cracken des Erdöls erhält man unter anderem Ethylen, einen wichtigen Ausgangsstoff für viele gebräuchliche Kunststoffe. Das Steinsalz – allgemein bekannt unter dem Namen „Kochsalz“ mit der chemischen Strukturformel NaCl – wird in einem standardisierten Elektrolyseprozess in Chlor und Natronlauge zerlegt.
Chlor und Ethylen werden bei ca. 80°C mit Eisenkatalysatoren in der sogenannten „Direktchlorierung“ zu Dichlorethan verarbeitet, das in einem nachgeschalteten Schritt unter Abspaltung von Chlorwasserstoff zu Vinylchlorid (VC) umgesetzt wird. Das Vinylchlorid wird über eine Destillation von allen unerwünschten Bestandteilen gereinigt und dann als Monomer (Einzelbaustein) zur PVC-Herstellung in der Polymerisation eingesetzt.
Man unterscheidet zwischen Weich-PVC (PVC-P/P = plasticized) und Hart-PVC (PVC-U/U = unplasticized). Hart-PVC ist das Produkt der Polymerisation; nach der Verarbeitung und Aushärtung ist es nicht mehr verformbar. Um den Kunststoff aber für viele weitere Anwendungsgebiete zu erschließen, werden ihm sogenannte Weichmacher zugesetzt.
Weichmacher werden dem Rohkunststoff in Konzentrationen bis zu 50% zugesetzt, um ihn auf Dauer flexibel und weich zu machen. Der Weichmacher geht mit dem Kunststoff keine kovalente chemische Bindung ein, hauptsächlich beruht dessen Fixierung auf Dipolwechselwirkungen (vergleichbar mit dem gegenseitigen Anziehen zweier Magnete). Da diese Bindung schwächer ist als eine Atombindung, kann der Weichmacher relativ leicht wieder aus der Molekülstruktur gelöst werden bzw. allmählich heraus diffundieren.
Der am meisten verwendete Weichmacher ist das Diethylhexylphthalat, kurz DEHP, oft auch als DOP (Dioctylphthalat) bezeichnet. Dieser Stoff löst sich kaum in Wasser, dafür umso besser in Öl. Wird er aus dem PVC herausgelöst, wird der Kunststoff brüchig und der Weichmacher kann, wenn er über längere Zeit auf den menschlichen Organismus einwirkt, gesundheitsschädlich sein. Die direkten Auswirkungen auf den Menschen sind noch umstritten; durch Tierversuche sind aber vor allem die kanzerogene und fruchtschädigende Wirkung, sowie die Toxizität für Leber, Hoden und Nieren in der Diskussion. DOP kann oral, durch Einatmen, über das Blut, sowie über die Haut aufgenommen werden. Aus diesem Grund wird es zunehmend durch andere Weichmacher ersetzt und darf generell in Kosmetika, Kinderspielzeug, und Farben nicht verwendet werden.
> > > WEITER zum zweiten Teil: PVC ist aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken
Bildnachweis:
Kabel: Ralf Roletschek (Wikimedia Commons, Public Domain)
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