Polyvinylchlorid

Strukturformel ⓘ
Allgemeines
Name	Polyvinylchlorid
Andere Namen	PVC (Kurzzeichen); Poly(1-chlorethylen) (IUPAC);
CAS-Nummer	9002-86-2
Monomer	Vinylchlorid
Summenformel der Wiederholeinheit	C2H3Cl
Molare Masse der Wiederholeinheit	62,50 g·mol−1
Art des Polymers	Thermoplast
Kurzbeschreibung	weißes Pulver
Eigenschaften
Aggregatzustand	fest
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung	keine GHS-Piktogramme
	keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze	H: keine H-Sätze
	P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Mechanische Eigenschaften ⓘ
Bruchdehnung	20–40%
Kerbprüfung	2-5 kJ/m2
Glasübergangstemperatur	82 °C (180 °F)
Schmelzpunkt	100 °C (212 °F) bis 260 °C (500 °F)
Effektive Verbrennungswärme	17,95 MJ/kg
Spezifische Wärme (c)	0,9 kJ/(kg-K)
Wasseraufnahme (ASTM)	0.04–0.4
Dielektrische Durchschlagsspannung	40 MV/m

Polyvinylchlorid ⓘ
Bezeichnungen
	IUPAC-Bezeichnung Poly(1-chlorethylen)
	Andere Bezeichnungen Polychlorethylen
Bezeichnungen
CAS-Nummer	9002-86-2;
Abkürzungen	PVC
ChEBI	CHEBI:53243;
ChemSpider	keine;
KEGG	C19508;
MeSH	Polyvinyl+Chlorid
Eigenschaften
Chemische Formel	(C2H3Cl)n
Erscheinungsbild	weißer, spröder Feststoff
Geruch	geruchlos
Löslichkeit in Wasser	unlöslich
Löslichkeit in Ethanol	unlöslich
Löslichkeit in Tetrahydrofuran	schwer löslich
Magnetische Suszeptibilität (χ)	-10,71×10-6 (SI, 22 °C)
Gefahren
NFPA 704 (Feuerdiamant)	1 0 0
Schwellengrenzwert (TLV)	10 mg/m3 (einatembar), 3 mg/m3 (lungengängig) (TWA)
	NIOSH (US-Grenzwerte für Gesundheitsgefährdung):
PEL (Zulässig)	15 mg/m3 (einatembar), 5 mg/m3 (lungengängig) (TWA)
	Sofern nicht anders angegeben, gelten die Daten für Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa). Infobox Referenzen

Polyvinylchlorid (umgangssprachlich: Polyvinyl oder einfach Vinyl; abgekürzt: PVC) ist das weltweit am dritthäufigsten hergestellte synthetische Kunststoffpolymer (nach Polyethylen und Polypropylen). Jährlich werden etwa 40 Millionen Tonnen PVC hergestellt. ⓘ

PVC gibt es in zwei Grundformen: Hart-PVC (manchmal auch als RPVC abgekürzt) und Weich-PVC. Die harte Form von PVC wird im Bauwesen für Rohre und Profilanwendungen wie Türen und Fenster verwendet. Außerdem wird es für die Herstellung von Kunststoffflaschen, Non-Food-Verpackungen, Abdeckfolien für Lebensmittel und Plastikkarten (z. B. Bank- oder Mitgliedskarten) verwendet. Es kann durch Zugabe von Weichmachern weicher und flexibler gemacht werden, wobei Phthalate am häufigsten verwendet werden. In dieser Form wird es auch in der Sanitärtechnik, bei der Isolierung von Elektrokabeln, in Kunstleder, Bodenbelägen, Schildern, Schallplatten, aufblasbaren Produkten und vielen anderen Anwendungen verwendet, bei denen es Gummi ersetzt. Zusammen mit Baumwolle oder Leinen wird es für die Herstellung von Segeltuch verwendet. ⓘ

Reines Polyvinylchlorid ist ein weißer, spröder Feststoff. Es ist unlöslich in Alkohol, aber leicht löslich in Tetrahydrofuran. ⓘ

Entdeckung

PVC wurde 1872 von dem deutschen Chemiker Eugen Baumann nach langen Untersuchungen und Experimenten synthetisiert. Das Polymer erschien als weißer Feststoff in einem Fläschchen mit Vinylchlorid, das vier Wochen lang auf einem vor Sonnenlicht geschützten Regal gestanden hatte. Anfang des 20. Jahrhunderts versuchten der russische Chemiker Iwan Ostromislensky und Fritz Klatte vom deutschen Chemieunternehmen Griesheim-Elektron, PVC in kommerziellen Produkten zu verwenden, aber Schwierigkeiten bei der Verarbeitung des starren, manchmal spröden Polymers vereitelten ihre Bemühungen. Waldo Semon und die B.F. Goodrich Company entwickelten 1926 eine Methode zur Plastifizierung von PVC, indem sie es mit verschiedenen Additiven mischten und bis 1933 auch Dibutylphthalat verwendeten. Das Ergebnis war ein flexibleres und leichter zu verarbeitendes Material, das schon bald breite kommerzielle Verwendung fand. ⓘ

Herstellung

Polyvinylchlorid wird durch Polymerisation des Vinylchlorid-Monomers (VCM) hergestellt, wie dargestellt. ⓘ

Etwa 80 % der Produktion erfolgt durch Suspensionspolymerisation. Auf die Emulsionspolymerisation entfallen etwa 12 % und auf die Massepolymerisation 8 %. Bei der Suspensionspolymerisation entstehen Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 100-180 μm, während bei der Emulsionspolymerisation viel kleinere Partikel mit einer durchschnittlichen Größe von etwa 0,2 μm entstehen. VCM und Wasser werden zusammen mit einem Polymerisationsinitiator und anderen Additiven in den Reaktor gegeben. Der Inhalt des Reaktionsgefäßes wird unter Druck gesetzt und kontinuierlich gemischt, um die Suspension aufrechtzuerhalten und eine einheitliche Teilchengröße des PVC-Harzes zu gewährleisten. Die Reaktion ist exotherm und erfordert daher eine Kühlung. Da sich das Volumen während der Reaktion verringert (PVC ist dichter als VCM), wird der Mischung kontinuierlich Wasser zugesetzt, um die Suspension aufrechtzuerhalten. ⓘ

Die Polymerisation von VCM wird durch Verbindungen, so genannte Initiatoren, ausgelöst, die in die Tröpfchen gemischt werden. Diese Verbindungen zersetzen sich und setzen die radikalische Kettenreaktion in Gang. Typische Initiatoren sind Dioctanoylperoxid und Dicetylperoxydicarbonat, die beide empfindliche Sauerstoff-Sauerstoff-Bindungen aufweisen. Einige Initiatoren setzen die Reaktion schnell in Gang, zerfallen aber auch schnell wieder, während andere Initiatoren den gegenteiligen Effekt haben. Um eine gleichmäßige Polymerisationsgeschwindigkeit zu erreichen, wird häufig eine Kombination aus zwei verschiedenen Initiatoren verwendet. Nachdem 10 Monomereinheiten zu der wachsenden Polymerkette hinzugefügt wurden, fällt das kurze Polymer im Inneren des VCM-Tropfens aus, und die Polymerisation wird mit den ausgefällten, im Lösungsmittel gequollenen Teilchen fortgesetzt. Die gewichtsmittleren Molekulargewichte der handelsüblichen Polymere liegen zwischen 100.000 und 200.000 und die zahlenmittleren Molekulargewichte zwischen 45.000 und 64.000. ⓘ

Nach Abschluss der Reaktion wird die entstandene PVC-Aufschlämmung entgast und gestrippt, um überschüssiges VCM zu entfernen, das dann recycelt wird. Anschließend wird das Polymer durch eine Zentrifuge geleitet, um Wasser zu entfernen. Die Aufschlämmung wird in einem Heißluftbett weiter getrocknet, und das entstandene Pulver wird vor der Lagerung oder Granulierung gesiebt. Normalerweise hat das resultierende PVC einen VCM-Gehalt von weniger als 1 Teil pro Million. Andere Produktionsverfahren, wie die Mikrosuspensionspolymerisation und die Emulsionspolymerisation, erzeugen PVC mit kleineren Teilchengrößen (10 μm gegenüber 120-150 μm bei Suspensions-PVC) mit etwas anderen Eigenschaften und mit etwas anderen Anwendungsmöglichkeiten. ⓘ

PVC kann entweder aus Naphtha- oder Ethylen-Rohstoff hergestellt werden. In China, wo es beträchtliche Vorräte gibt, ist jedoch Kohle das wichtigste Ausgangsmaterial für das Calciumcarbidverfahren. Das so erzeugte Acetylen wird dann in VCM umgewandelt, was in der Regel den Einsatz eines Katalysators auf Quecksilberbasis erfordert. Dieser Prozess ist ebenfalls sehr energieintensiv und erzeugt erhebliche Abfälle. ⓘ

Im Wesentlichen sind drei verschiedene Polymerisationsverfahren üblich. Die Taktizität der Wiederholeinheiten ist bei allen Verfahren hauptsächlich ataktisch. Der bis etwa 10%ige kristalline Anteil des Polymers hat eine syndiotaktische Struktur. ⓘ

Mikrostruktur

Die Polymere sind linear und fest. Die Monomere sind hauptsächlich Kopf-an-Schwanz angeordnet, was bedeutet, dass sich die Chloride an alternierenden Kohlenstoffzentren befinden. PVC weist hauptsächlich eine ataktische Stereochemie auf, was bedeutet, dass die relative Stereochemie der Chloridzentren zufällig ist. Ein gewisser Grad an Syndiotaktizität der Kette führt zu einem gewissen Prozentsatz an Kristallinität, der sich auf die Eigenschaften des Materials auswirkt. Etwa 57 % der Masse von PVC besteht aus Chlor. Das Vorhandensein von Chloridgruppen verleiht dem Polymer ganz andere Eigenschaften als dem strukturell verwandten Polyethylen. Auch die Dichte ist höher als bei diesen strukturell verwandten Kunststoffen. ⓘ

Hersteller

Etwa die Hälfte der weltweiten PVC-Produktionskapazitäten befindet sich in China, obwohl viele chinesische PVC-Anlagen aufgrund von Problemen bei der Einhaltung von Umweltvorschriften und mangelnden Größenvorteilen geschlossen wurden. Der größte Einzelhersteller von PVC ist 2018 Shin-Etsu Chemical aus Japan mit einem weltweiten Anteil von rund 30 %. Der zweitgrößte PVC-Hersteller ist Formosa Plastics Corp aus Taiwan. Die anderen großen Anbieter sind in Nordamerika und Westeuropa ansässig. ⓘ

E-PVC

Das älteste Verfahren ist die Emulsionspolymerisation (erstmals 1929). Man erhält das sogenannte E-PVC. Mit Hilfe von Emulgatoren wird Vinylchlorid als kleine Tröpfchen in Wasser eingerührt. Als wasserlösliche Initiatoren werden zum Beispiel Wasserstoffperoxid oder Kaliumperoxodisulfat verwendet. Bei erhöhter Temperatur bilden sich aus den Monomertröpfchen Polyvinylchloridteilchen. Diesen Primärteilchen wird bei Unterdruck das nicht umgesetzte Monomere entzogen. Im Produkt verbleiben die eingesetzten Emulgatoren. Das Verfahren kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Polymerdispersionen aus diesem Verfahren werden u. a. für Klebstoffe oder Beschichtungsmittel verwendet. ⓘ

M-PVC

Bei der Massepolymerisation wird die Polymerisation direkt in flüssigem Vinylchlorid mit einem darin löslichen Initiator, meist einem organischen Peroxid, durchgeführt. Das Produkt wird M-PVC genannt. Der Umsatz wird nur bis etwa 80 % geführt und das nicht umgesetzte Monomer bei Unterdruck entfernt. M-PVC hat im Vergleich zu E- und S-PVC eine sehr hohe Reinheit. Die eng verteilte Korngröße liegt bei ca. 100 µm. Bei Anwendungen, in denen eine hohe Transparenz gefordert wird, wird bevorzugt M-PVC eingesetzt. Gleiches gilt für Sterilisationsfolien. ⓘ

Zusatzstoffe

Das Produkt des Polymerisationsprozesses ist unmodifiziertes PVC. Bevor PVC zu Fertigprodukten verarbeitet werden kann, muss es durch die Zugabe von Additiven (jedoch nicht unbedingt aller der folgenden) wie Hitzestabilisatoren, UV-Stabilisatoren, Weichmachern, Verarbeitungshilfsmitteln, Schlagzähmodifikatoren, Wärmemodifikatoren, Füllstoffen, Flammschutzmitteln, Bioziden, Treibmitteln und Rauchunterdrückern sowie gegebenenfalls Pigmenten in einen Compound umgewandelt werden. Die Auswahl der für das PVC-Fertigprodukt verwendeten Additive richtet sich nach den Kosten-Leistungs-Anforderungen der Endverwendungsspezifikation (für unterirdische Rohre, Fensterrahmen, intravenöse Schläuche und Bodenbeläge werden sehr unterschiedliche Inhaltsstoffe verwendet, um die jeweiligen Leistungsanforderungen zu erfüllen). Früher wurden bestimmten PVC-Produkten polychlorierte Biphenyle (PCB) als Flammschutzmittel und Stabilisatoren zugesetzt. ⓘ

Weichmacher

PVC ohne Zusatz von Weichmachern wird als PVC (Weichmacherfreies PVC) oder RPVC (Hart-PVC) bezeichnet. Die meisten Weich-PVC-Produkte enthalten Weichmacher, die dazu dienen, das Material weicher und flexibler zu machen und die Glasübergangstemperatur zu senken. Weichmacher wirken, indem sie den Raum zwischen den PVC-Polymerketten vergrößern und als Schmiermittel zwischen ihnen wirken. Ein höherer Anteil an Weichmachern führt zu weicheren PVC-Verbindungen und verringert die Zugfestigkeit. ⓘ

Als Weichmacher kann eine Vielzahl von Substanzen verwendet werden, darunter Phthalate, Adipate, Trimellitate, polymere Weichmacher und epoxidierte Pflanzenöle. Je nach Art und Menge der verwendeten Weichmacher und anderen Additive können PVC-Compounds mit einer sehr großen Bandbreite an physikalischen und chemischen Eigenschaften hergestellt werden. Weitere Auswahlkriterien sind die Verträglichkeit mit dem Polymer, der Grad der Flüchtigkeit, die Kosten, die chemische Beständigkeit, die Entflammbarkeit und die Verarbeitungseigenschaften. Bei diesen Materialien handelt es sich in der Regel um ölige, farblose Substanzen, die sich gut mit den PVC-Partikeln vermischen. Etwa 90 % des gesamten Weichmachermarktes entfallen auf PVC. ⓘ

Bei der "Wanderung" von Weichmachern und sonstigen Additiven sind Migration in andere Stoffe (Flüssigkeiten, benachbarte Kunststoff-Folien und -Vliese), die Sorption (Aufnahme von Substanzen in das Polymer) und die Permeation (Transport einer Substanz durch das Polymer) zu berücksichtigen. Nach dem Fickschen Diffusionsgesetz stellt sich ein Gleichgewicht bei Diffusion aus dem oder in das Polymer ein. ⓘ

Phthalat-Weichmacher

Die am häufigsten in PVC verwendete Klasse von Weichmachern sind Phthalate, Diester der Phthalsäure. Phthalate können je nach ihrem Molekulargewicht in hohe und niedrige Phthalate eingeteilt werden. Niedrigmolekulare Phthalate wie DEHP und DBP bergen erhöhte Gesundheitsrisiken und werden im Allgemeinen aus dem Verkehr gezogen. Hochmolekulare Phthalate wie DINP und DIDP gelten im Allgemeinen als unbedenklicher. ⓘ

Di-2-ethylhexylphthalat

Während Di-2-ethylhexylphthalat (DEHP) seit vielen Jahren für die Verwendung in Medizinprodukten zugelassen ist, wurde seine Verwendung in Kinderprodukten in den USA 2008 vom US-Kongress endgültig verboten; die PVC-DEHP-Kombination hatte sich als sehr geeignet für die Herstellung von Blutbeuteln erwiesen, da DEHP die roten Blutkörperchen stabilisiert und so die Hämolyse (Zerreißen der roten Blutkörperchen) minimiert. DEHP gerät jedoch in Europa zunehmend unter Druck. Die Bewertung potenzieller Risiken im Zusammenhang mit Phthalaten und insbesondere die Verwendung von DEHP in PVC-Medizinprodukten wurde von den Behörden der Europäischen Union wissenschaftlich und politisch überprüft, und am 21. März 2010 wurde EU-weit eine spezielle Kennzeichnungspflicht für alle Produkte eingeführt, die Phthalate enthalten, die als CMR (krebserregend, erbgutverändernd oder fortpflanzungsgefährdend) eingestuft sind. Die Kennzeichnung soll es den Angehörigen der Gesundheitsberufe ermöglichen, diese Geräte sicher zu verwenden und bei Bedarf geeignete Vorsichtsmaßnahmen für Patienten zu ergreifen, bei denen das Risiko einer Überexposition besteht. ⓘ

Alternativen zu DEHP, die es nach und nach ersetzen, sind Adipate (DEHA, DOA), Citratester (Butyryltrihexylcitrat (BTHC), ATBC und TEC), Cyclohexan-1,2-dicarbonsäurediisononylester (DINCH), Di(2-ethylhexyl)terephthalat, Polymere und Trimellitsäure sowie 2-Ethylhexylester (TOTM). ⓘ

Bis(2-ethylhexyl)phthalat war ein gängiger Weichmacher für PVC, wird aber durch Phthalate mit höherem Molekulargewicht ersetzt. ⓘ

Metallstabilisatoren

Flüssige gemischte Metallstabilisatoren werden in verschiedenen flexiblen PVC-Anwendungen eingesetzt, z. B. in kalandrierten Folien, extrudierten Profilen, spritzgegossenen Sohlen und Schuhen, extrudierten Schläuchen und Plastisolen, bei denen PVC-Paste auf eine Unterlage aufgetragen wird (Bodenbeläge, Wandverkleidungen, Kunstleder). Flüssige Mischmetall-Stabilisatorsysteme basieren hauptsächlich auf Barium-, Zink- und Calciumcarboxylaten. Im Allgemeinen erfordern flüssige Mischmetalle wie BaZn und CaZn den Zusatz von Co-Stabilisatoren, Antioxidantien und Organophosphiten, um eine optimale Leistung zu erzielen. ⓘ

BaZn-Stabilisatoren haben in Europa in vielen halbharten und flexiblen PVC-Anwendungen erfolgreich Stabilisatoren auf Cadmiumbasis ersetzt. ⓘ

In Europa, insbesondere in Belgien, hat man sich verpflichtet, die Verwendung von Cadmium (das früher als Teilkomponente von Wärmestabilisatoren in Fensterprofilen verwendet wurde) zu eliminieren und Wärmestabilisatoren auf Bleibasis (wie sie im Rohr- und Profilbereich verwendet werden) wie flüssiges Autodiachromat und Calciumpolyhydrocummat bis 2015 schrittweise abzuschaffen. Laut dem Abschlussbericht von Vinyl 2010 wurde Cadmium bis 2007 europaweit eliminiert. Die fortschreitende Substitution von Stabilisatoren auf Bleibasis wird in demselben Dokument bestätigt, das eine Verringerung um 75 % seit dem Jahr 2000 ausweist, die weiterhin anhält. Dies wird durch die entsprechende Zunahme von Stabilisatoren auf Kalziumbasis bestätigt, die als Alternative zu Stabilisatoren auf Bleibasis auch außerhalb Europas immer häufiger eingesetzt werden. ⓘ

Stabilisatoren auf Zinnbasis werden in Europa hauptsächlich für starre, transparente Anwendungen verwendet, da sie unter hohen Temperaturen verarbeitet werden. Anders ist die Situation in Nordamerika, wo Zinnsysteme für fast alle Hart-PVC-Anwendungen verwendet werden. Zinnstabilisatoren können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden, wobei die erste Gruppe diejenigen mit Zinn-Sauerstoff-Bindungen und die zweite Gruppe diejenigen mit Zinn-Schwefel-Bindungen enthält. ⓘ

Hitzestabilisatoren

Einer der wichtigsten Zusatzstoffe sind die Hitzestabilisatoren. Sie minimieren den Verlust von HCl, ein Abbauprozess, der oberhalb von 70 °C (158 °F) beginnt. Sobald die Dehydrochlorierung einsetzt, ist sie autokatalytisch. Es wurden viele verschiedene Mittel verwendet, darunter traditionell Derivate von Schwermetallen (Blei, Cadmium). Metallseifen (Metall-"Salze" von Fettsäuren) sind in Weich-PVC-Anwendungen üblich, wie z. B. Calciumstearat. Die Zugabemengen variieren typischerweise zwischen 2 % und 4 %. Zinnmercaptide sind aufgrund ihrer hohen Effizienz und bewährten Leistung in Hart-PVC-Anwendungen weltweit weit verbreitet. Typische Einsatzmengen liegen je nach Anwendung zwischen 0,3 % (Rohre) und 2,5 % (Schaum). Zinnstabilisatoren sind die bevorzugten Stabilisatoren für die Extrusion von PVC und CPVC mit hohem Durchsatz. Zinnstabilisatoren werden seit über 50 Jahren von Unternehmen wie PMC organometallix und seinen Vorgängern eingesetzt. Die Wahl des besten PVC-Stabilisators hängt von seiner Kosteneffizienz in der Endanwendung, den Leistungsanforderungen, der Verarbeitungstechnologie und den behördlichen Genehmigungen ab. ⓘ

Eigenschaften

PVC lässt sich gut einfärben und nimmt kaum Wasser auf. Es ist beständig gegen einige Säuren und Laugen und bedingt beständig gegen Ethanol, Öl und Benzin. Angegriffen wird PVC unter anderem von Aceton, Diethylether, Tetrahydrofuran (THF), Benzol, Chloroform und konzentrierter Salzsäure. Hart-PVC lässt sich gut, Weich-PVC schlecht spanabhebend verarbeiten. Bei Temperaturen von 120 bis 150 °C kann es spanlos verformt werden. Verbindungen können mit Klebstoffen (Lösungsmittelklebstoffe, Zweikomponentenklebstoffe) oder durch Kunststoffschweißen (verschiedene manuelle und maschinelle Schweißverfahren) hergestellt werden. Lösungsmittelklebstoffe sind meist auf der Basis von THF, dem zur Erhöhung der Viskosität 10 bis 20 % PVC-Pulver (ggf. nachchloriertes PVC) zugesetzt sind. Für gewöhnliches Hart-PVC (PVC-U) sind eine Anzahl Klebstoffe verfügbar, während für PVC-C nur wenige spezielle Klebstoffe wie Tangit PVC-C und Griffon HT 120 angeboten werden. Häufig wird die vorherige Reinigung der Klebefächen mit einem zugehörigen lösemittelhaltigen Reinigungsmittel empfohlen. ⓘ

PVC brennt mit gelber, stark rußender Flamme und erlischt ohne weitere externe Beflammung schnell. Aufgrund des hohen Chlorgehalts ist PVC im Gegensatz zu anderen technischen Kunststoffen wie beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen schwer entflammbar. Bei Bränden von PVC-Kunststoffen entstehen allerdings Chlorwasserstoff, Dioxine und auch Aromaten. ⓘ

PVC ist ein guter Isolator. Die Ausbildung von Dipolen und deren ständige Neuausrichtung im elektrischen Wechselstrom-Feld führt im Vergleich zu den meisten anderen Isolatoren zu hohen Dielektrizitätsverlusten. Wegen der hohen Festigkeit des Kabelmantels und der guten Isoliereigenschaften sind PVC-Niederspannungskabel für die Verlegung unter Putz oder im Freien sehr gut geeignet. ⓘ

Mechanische und elektrische Eigenschaften ⓘ
Eigenschaft	Hart-PVC (PVC-U)	Weich-PVC (PVC-P)	Chloriertes PVC (PVC-C)
Dichte in g/cm³	1,38…1,40	1,20…1,35	1,51 …1,64
Wärmeausdehnungskoeffizient in 10⁻⁶ K⁻¹	k. A.	k. A.	60...70
Schmelzpunkt	Zersetzung oberhalb +180 °C	Zersetzung oberhalb +180 °C
Glastemperatur	+79 °C		k. A.
Schlagzähigkeit in kJ/m² (nach DIN 53453)	gering, >20	o.	k. A.
Kerbschlagzähigkeit in kJ/m² (nach DIN 53453)	2...75	o. Br.	12
Elastizitätsmodul in MPa Zug-E-Modul (nach DIN 53457)	1000...3500	k. A.	2800
Elastizitätsmodul in MPa Biege-E-Modul bei 23 °C	k. A.	k. A.	2800
Wasseraufnahme in 24 Stunden	gering	gering	0,04 %
Löslichkeit	praktisch unlöslich in Wasser löslich in organischen Lösungs- mitteln (Aceton sowie Ester und Fleckenreinigungsmittel), wenn Molgewicht ≤30 kDa	wie PVC-U	ähnlich PVC-U
Chemische Beständigkeit	beständig gegen konzentrierte und verdünnte Alkalien, Öle, aliph. Kohlenwasserstoffe, Zersetzung durch oxidierende Mineralsäuren	wie PVC-U	beständig gegen konzentrierte und verdünnte Säuren, Alkalien, Öle, aliph. Kohlenwasserstoffe, nicht beständig gegen Ester, Ketone, chlorierte Kohlenwasser- stoffe, starke Oxidationsmittel.
Wärmeleitfähigkeit in W/(m·K)	gering	gering	0,15
Zugfestigkeit in N/mm² (nach DIN 53455)	50…75	10…25	k. A.
Reißdehnung/Reißfestigkeit (nach DIN 53455)	10…50 %	170…400 %	k. A.
Streckspannung in MPa bei 23 °C	k. A.	k. A.	55 …60
Kugeldruckhärte in MPa (10-Sekunden-Wert nach DIN 53456)	75…155	k. A.	110
spezifischer Durchgangswiderstand (nach DIN 5348)	>10¹⁵ Ω	>10¹¹ Ω	k. A.
Oberflächenwiderstand (nach DIN 53482)	10¹³ Ω	10¹¹ Ω	10¹³ Ω
Gebrauchstemperatur	−50 °C bis +60 °C	k. A.	bis +80 °C …+93 °C, kurzzeitig +100 °C
Dielektrizitätszahl $\varepsilon _{\mathrm {r} }$ (nach DIN 53483) bei 50 Hz bei 1 MHz	3,5 3,0	4…8 4…4,5	k. A. k. A.
Kriechstromfestigkeit (CTI)	600	k. A.	k. A.

Eigenschaft	Maßeinheit	Hart-PVC	Weich-PVC ⓘ
Dichte	g/cm³	1.3–1.45	1.1–1.35
Wärmeleitfähigkeit	W/(m-K)	0.14–0.28	0.14–0.17
Streckgrenze	psi	4,500–8,700	1,450–3,600
Streckgrenze	MPa	31–60	10.0–24.8
Elastizitätsmodul	psi	490,000	—
Elastizitätsmodul	GPa	3.4	—
Biegefestigkeit (Streckgrenze)	psi	10,500	—
Biegefestigkeit (Streckgrenze)	MPa	72	—
Druckfestigkeit	psi	9,500	—
Druckfestigkeit	MPa	66	—
Wärmeausdehnungskoeffizient (linear)	mm/(mm °C)	5×10⁻⁵	—
Vicat B	°C	65–100	Nicht empfohlen
Widerstandswert	Ω m	10¹⁶	10¹²–10¹⁵
Spezifischer Oberflächenwiderstand	Ω	10¹³–10¹⁴	10¹¹–10¹²

Mechanische Eigenschaften

PVC hat eine hohe Härte und gute mechanische Eigenschaften. Die mechanischen Eigenschaften verbessern sich mit zunehmendem Molekulargewicht, nehmen aber mit steigender Temperatur ab. Die mechanischen Eigenschaften von Hart-PVC (PVC) sind sehr gut; der Elastizitätsmodul kann 1500-3.000 MPa erreichen. Die Elastizitätsgrenze von Weich-PVC (flexibles PVC) liegt bei 1,5-15 MPa. ⓘ

Wärme und Feuer

Die Hitzestabilität von Roh-PVC ist sehr schlecht, so dass die Zugabe eines Hitzestabilisators während des Prozesses notwendig ist, um die Eigenschaften des Produkts zu gewährleisten. Das herkömmliche Produkt PVC hat eine maximale Betriebstemperatur von ca. 60 °C (140 °F), bei der eine Wärmeverformung einsetzt. Die Schmelztemperaturen liegen zwischen 100 °C (212 °F) und 260 °C (500 °F), je nachdem, welche Zusatzstoffe dem PVC bei der Herstellung zugesetzt werden. Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Hart-PVC ist gering und weist eine gute Flammwidrigkeit auf, wobei der Sauerstoffgrenzwert (LOI) bis zu 45 oder mehr beträgt. Der LOI ist die in Prozent ausgedrückte Mindestkonzentration an Sauerstoff, die die Verbrennung eines Polymers unterstützt, wobei zu beachten ist, dass Luft einen Sauerstoffgehalt von 20 % hat. ⓘ

Als Thermoplast verfügt PVC über eine inhärente Isolierung, die dazu beiträgt, die Bildung von Kondenswasser zu verringern und internen Temperaturschwankungen bei heißen und kalten Flüssigkeiten zu widerstehen. ⓘ

Elektrisch

PVC ist ein Polymer mit guten Isolationseigenschaften, aber aufgrund seiner stärker polaren Natur ist die elektrische Isolationseigenschaft schlechter als bei unpolaren Polymeren wie Polyethylen und Polypropylen. ⓘ

Da die Dielektrizitätskonstante, der dielektrische Verlusttangens und der spezifische Durchgangswiderstand hoch sind, ist die Koronabeständigkeit nicht sehr gut, und es eignet sich im Allgemeinen für Isoliermaterialien für mittlere oder niedrige Spannungen und niedrige Frequenzen. ⓘ

Chemisch

PVC ist chemisch beständig gegen Säuren, Salze, Basen, Fette und Alkohole und damit resistent gegen die korrosiven Auswirkungen von Abwässern, weshalb es so häufig in Kanalisationssystemen eingesetzt wird. Es ist auch gegen einige Lösungsmittel beständig; dies ist jedoch hauptsächlich dem PVC (Weich-PVC) vorbehalten. Weich-PVC, auch PVC-P genannt, ist in einigen Fällen weniger lösungsmittelbeständig. PVC ist zum Beispiel beständig gegen Benzin und einige Farbverdünner. Einige Lösungsmittel können es nur anschwellen oder verformen, aber nicht auflösen, während andere, wie Tetrahydrofuran oder Aceton, es beschädigen können. ⓘ

Anwendungen

Der Vorteil von PVC ist seine Haltbarkeit. Sonnenlicht zersetzt es nicht (sofern genug UV-Stabilisatoren eingearbeitet sind), die mechanischen Eigenschaften werden nicht beeinträchtigt. Wasser (auch salziges Meerwasser) und Luft können PVC wenig bis gar nicht zerstören. Deshalb kommt PVC vor allem bei langlebigen Produkten zum Einsatz. Die Produkte sind in den verschiedensten Farben und Dekors herstellbar. ⓘ

PVC ist sehr preisgünstig, denn der Rohstoff Chlor ist ein „Zwangsnebenprodukt“ bei der Herstellung von Natronlauge, die wiederum eine der am häufigsten verwendeten Labor- und Industriechemikalien ist und in der chemischen Industrie für so eine Vielzahl von Verfahren benötigt wird (siehe dazu Natronlauge#Verwendung), dass der Bedarf nicht gedeckt werden kann. Chlor wird also im Überschuss produziert und steht (seit dem Niedergang der Chlorkohlenwasserstoffe als Lösungsmittel) im Rang eines billigen Abfallprodukts. Unter anderem der günstige Preis führte zum Boom von PVC-Produkten. ⓘ

Massives PVC wird beispielsweise bei Garten- und Campingmöbeln und Fensterrahmen eingesetzt. PVC-Rohre setzen sich aufgrund der glatten Innenfläche weniger zu, Fensterprofile sind pflegeleicht, wartungsarm und witterungsbeständig. ⓘ

PVC-Folien haben verschiedene Anwendungen, z. B. für Wasserkerne von Wasserbetten, als Kunstleder oder für Folienblätter/-taschen in Briefmarkenalben, als Teichfolien und Dachbahnen im Bausektor und für Bodenbeläge. Kreditkarten u. ä. bestehen meist aus PVC. ⓘ

PVC wird oft als schwerentflammbare Kabel-Ummantelung (Isolationsmaterial für Elektro-Kabel), als Elektro-Gerätedose und als Einziehrohr für Kabel verwendet. ⓘ

Geschäumtes PVC in Plattenform wird als Trägermaterial für Werbemedien, wie ausgeplottete Schriftzüge, Bilder und Grafiken verwendet, vor allem wegen des geringen Gewichts und der einfachen Verarbeitung. Spezielle Präparationen finden ihren Einsatz bei künstlerischen Installationen und Events. Stark weichgemachte PVC-Folien werden als rutschfeste Unterlagen angeboten. PVC-Hartschaum findet in der Faserverbundtechnologie Verwendung als Sandwichwerkstoff. Anwendungsgebiete sind Sportboote und der Waggonbau. ⓘ

PVC kommt auch in der Pyrotechnik zum Einsatz; genauer gesagt meist als sogenannter Chlordonator. Durch die molekulare Freisetzung von Cl-Ionen wird bei einem pyrotechnischen Satz so die Farbwirkung intensiviert – meist bei blauen Mischungen. Teils wird PVC in der Pyrotechnik auch als Bindemittel eingesetzt. ⓘ

In einigen Anwendungsbereichen werden auch andere Kunststoffe wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) mit dem Vorteil eingesetzt, dass die aus Weich-PVC ausdünstenden (typischer Plastik-Geruch) und gesundheitsschädlichen Stoffe wegfallen. Auch die dem PVC zugeschriebene Säure-, Öl- und Seewasser-Beständigkeit ist oft nicht erforderlich. Einige Umweltverbände raten, den Einsatz von PVC auf wenige Spezialanwendungen einzuschränken. ⓘ

Der französische Chemiker Henri Victor Regnault war 1835 der erste, der im Gießener Laboratorium von Justus von Liebig Vinylchlorid herstellte und bemerkte, dass sich daraus bei längerer Einwirkung von Sonnenlicht ein weißes Pulver – Polyvinylchlorid – bildete, konnte die Bedeutung seiner Entdeckung jedoch nicht erkennen. ⓘ

1912 entwickelte Fritz Klatte bei der Chemischen Fabrik Griesheim-Elektron die Synthese von Vinylchlorid aus Ethin und Chlorwasserstoff. Auch er setzte Glasgefäße mit Vinylchlorid und verschiedenen Zusätzen dem Sonnenlicht aus. Er legte damit die Grundsteine für die Herstellung von PVC. 1913 patentierte Klatte die „Polymerisation von Vinylchlorid und Verwendung als Hornersatz, als Filme, Kunstfäden und für Lacke“. Marktfähige Produkte wurden jedoch nicht entwickelt. ⓘ

Mit der Rohstoffknappheit während und nach dem Ersten Weltkrieg wurden die Anstrengungen verstärkt, PVC als Rohstoff zu nutzen, um teure Rohstoffe durch kostengünstige Materialien zu ersetzen. Es kam jedoch erst Ende der 1920er Jahre zu weiteren Anwendungen. 1928 erfolgte die großtechnische Ausweitung durch Produktion in den USA und 1930 in Rheinfelden (Baden) durch die BASF; 1935 nahm die I.G. Farben die PVC-Produktion auf. ⓘ

1935 gelang in Bitterfeld (D) die Herstellung von Weich-PVC. Ein Warenzeichen dieser Zeit war Igelit. Erste PVC-Produkte waren Folien und Rohre. Letztere wurden 1935 in Bitterfeld und Salzgitter (D) verlegt. Nach 1945 war PVC der meistproduzierte Kunststoff der Welt. Im Jahr 1948 wurden schließlich Schallplatten aus PVC hergestellt, das den Schellack endgültig ablöste. ⓘ

Mit dem Wachstum der chemischen Industrie wurde Natronlauge in immer größeren Mengen benötigt. Natronlauge wird über eine Chloralkali-Elektrolyse aus Natriumchlorid gewonnen. Koppelprodukt ist dabei Chlor. Die Entwicklung der Chlorchemie beruht unter anderem auf dem kostengünstigen Koppelprodukt, was auch die Produktion und Vermarktung von PVC begünstigte. Von Kritikern wird PVC als „Chlorsenke“ für das Koppelprodukt der Chloralkali-Elektrolyse betrachtet. ⓘ

In den Vereinigten Staaten wurde der Werkstoff in den 1960er Jahren zu nachchloriertem PVC (Chloriertes Polyvinylchlorid) weiterentwickelt, welches nach DIN mit „PVC-C“, im Ausland auch mit „CPVC“ abgekürzt wird. Der Massenanteil von Chlor in PVC-C liegt über den 56,7 % von PVC und kann bis 74 % aufweisen. Bei höheren Temperaturen ist es korrosionsbeständiger und hat bessere mechanische Eigenschaften als PVC, sodass es sich auch zur Herstellung von Rohren für die Warmwasserversorgung und mit Einschränkungen sogar für Heizungskreisläufe eignet. ⓘ

PVC wird aufgrund seiner geringen Kosten, seiner chemischen Beständigkeit und seiner einfachen Verbindung in großem Umfang für Abwasserrohre verwendet ⓘ

Rohre

Etwa die Hälfte des jährlich weltweit hergestellten PVC-Harzes wird für die Herstellung von Rohren für kommunale und industrielle Anwendungen verwendet. In den USA macht es 66 % des Marktes für private Haushalte aus, und bei Abwasserrohren für Privathaushalte liegt der Anteil bei 75 %. Erdverlegte PVC-Rohre mit einem Durchmesser von 100 mm (4 Zoll) und mehr werden in der Regel durch eine dichte Verbindung miteinander verbunden. Der in Nordamerika am häufigsten verwendete Dichtungstyp ist ein metallverstärktes Elastomer, das gemeinhin als Rieber-Dichtungssystem bezeichnet wird. Sein geringes Gewicht, die niedrigen Kosten und der geringe Wartungsaufwand machen es attraktiv. Es muss jedoch sorgfältig verlegt und eingebettet werden, damit es nicht zu Längsrissen und Überwölbungen kommt. Darüber hinaus können PVC-Rohre mit verschiedenen Lösungsmittelzementen oder durch Hitze verschweißt werden (Stumpfschweißverfahren, ähnlich wie bei der Verbindung von Rohren aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE)), wodurch dauerhafte Verbindungen entstehen, die praktisch undurchlässig für Lecks sind. ⓘ

Die Lebensdauer von PVC-Rohren wird häufig auf 50 bis 70 Jahre geschätzt. ⓘ

Im Februar 2007 wurde die kalifornische Bauordnung aktualisiert, um die Verwendung von Rohren aus chloriertem Polyvinylchlorid (CPVC) für die Wasserversorgung von Wohnhäusern zuzulassen. CPVC ist in den USA seit 1982 ein landesweit anerkanntes Material; in Kalifornien ist die Verwendung jedoch seit 2001 nur noch eingeschränkt zulässig. Das Ministerium für Wohnungswesen und kommunale Entwicklung hat eine Umweltverträglichkeitserklärung erstellt und zertifiziert, die der Kommission empfiehlt, die Verwendung von CPVC anzunehmen und zu genehmigen. Das Votum der Kommission fiel einstimmig aus, und CPVC wurde in das kalifornische Klempnergesetz von 2007 aufgenommen. ⓘ

Elektrische Kabel

PVC wird häufig als Isolierung für elektrische Kabel wie Teck verwendet; PVC, das für diesen Zweck verwendet wird, muss weichgemacht werden. Flexible PVC-ummantelte Drähte und Kabel für elektrische Anwendungen wurden traditionell mit Blei stabilisiert, werden aber zunehmend durch Systeme auf Kalzium-Zink-Basis ersetzt. ⓘ

Im Brandfall können PVC-beschichtete Drähte Chlorwasserstoffdämpfe bilden; das Chlor dient der Abfangung freier Radikale und ist die Quelle der Feuerhemmung des Materials. Chlorwasserstoffdämpfe können zwar auch für sich genommen gesundheitsgefährdend sein, lösen sich aber in Feuchtigkeit und setzen sich auf Oberflächen ab, insbesondere in Bereichen, in denen die Luft kühl genug ist, um zu atmen, und nicht zum Einatmen zur Verfügung steht. Bei Anwendungen, bei denen Rauch eine große Gefahr darstellt (insbesondere in Tunneln und Gemeinschaftsbereichen), wird häufig eine PVC-freie Kabelisolierung bevorzugt, z. B. eine raucharme, halogenfreie Isolierung (LSZH). ⓘ

Konstruktion

"Ein modernes Haus im Tudorbethan-Stil mit Dachrinnen und Fallrohren aus PVC, Fassadenverkleidung, dekorativem Fachwerk, Fenstern und Türen ⓘ

PVC ist ein gängiger, starker, aber leichter Kunststoff, der im Bauwesen verwendet wird. Durch den Zusatz von Weichmachern wird es weicher und flexibler. Wenn keine Weichmacher zugesetzt werden, spricht man von PVC (weichmacherfreies Polyvinylchlorid) oder Hart-PVC. ⓘ

PVC wird in der Bauindustrie als wartungsarmes Material in großem Umfang verwendet, insbesondere in Irland, dem Vereinigten Königreich, den Vereinigten Staaten und Kanada. In den USA und Kanada ist es als Vinyl oder Vinyl Siding bekannt. Das Material ist in einer Reihe von Farben und Ausführungen erhältlich, darunter eine Holzoberfläche mit Fotoeffekt, und wird als Ersatz für lackiertes Holz verwendet, vor allem für Fensterrahmen und -bänke beim Einbau von Isolierverglasungen in Neubauten oder als Ersatz für ältere einfach verglaste Fenster, da es sich nicht zersetzt und witterungsbeständig ist. Andere Verwendungszwecke sind Fassadenverkleidungen, Abstellgleise oder Wetterschutzbretter. Dieses Material hat die Verwendung von Gusseisen für Sanitär- und Abflussrohre fast vollständig ersetzt und wird für Abflussrohre, Abflussrohre, Dachrinnen und Fallrohre verwendet. PVC ist bekannt für seine hohe Beständigkeit gegen Chemikalien, Sonnenlicht und Oxidation durch Wasser. ⓘ

Doppelt verglaste Einheiten ⓘ

Schilder

Polyvinylchlorid wird in flachen Platten in verschiedenen Dicken und Farben hergestellt. Als flache Platten wird PVC oft geschäumt, um Hohlräume im Inneren des Materials zu schaffen, die eine zusätzliche Dicke ohne zusätzliches Gewicht und minimale Zusatzkosten ermöglichen (siehe geschlossenzellige PVC-Schaumplatten). Die Platten werden mit Sägen und Rotationsschneidemaschinen zugeschnitten. Weich-PVC wird auch zur Herstellung von dünnen, farbigen oder durchsichtigen, mit Klebstoff beschichteten Folien verwendet, die einfach als Vinyl bezeichnet werden. Diese Folien werden in der Regel auf einem computergesteuerten Plotter (siehe Vinylschneider) geschnitten oder mit einem Großformatdrucker bedruckt. Diese Platten und Folien werden zur Herstellung einer Vielzahl kommerzieller Beschilderungsprodukte verwendet, darunter Karosseriestreifen und Aufkleber. ⓘ

Kleidung

Schwarze PVC-Hose ⓘ

PVC-Gewebe ist wasserbeständig und wird aufgrund seiner witterungsbeständigen Eigenschaften für Mäntel, Skiausrüstung, Schuhe, Jacken, Schürzen, Aufnäher und Sporttaschen verwendet. ⓘ

PVC-Gewebe spielt eine Nischenrolle bei Spezialkleidung, entweder um ein Kunstledermaterial zu schaffen oder manchmal einfach wegen seiner Wirkung. PVC-Bekleidung ist in der Gothic-, Punk-, Fetisch- und Alternativmode weit verbreitet. PVC ist preiswerter als Gummi, Leder oder Latex, die es zu simulieren versucht. ⓘ

Gesundheitswesen

Die beiden wichtigsten Anwendungsbereiche für medizinisch zugelassene Einweg-PVC-Verbindungen sind flexible Behälter und Schläuche: Behälter für Blut und Blutbestandteile, für die Urinsammlung oder für Stomaprodukte und Schläuche für Blutentnahme- und Blutspendesets, Katheter, Herz-Lungen-Bypass-Sets, Hämodialysesets usw. In Europa werden jährlich etwa 85.000 Tonnen PVC für Medizinprodukte verbraucht. Fast ein Drittel der Medizinprodukte auf Kunststoffbasis wird aus PVC hergestellt. Die Gründe für die Verwendung von Weich-PVC in diesen Anwendungen seit über 50 Jahren sind zahlreich und beruhen auf Kosteneffizienz in Verbindung mit Transparenz, geringem Gewicht, Weichheit, Reißfestigkeit, Knickbeständigkeit, Eignung für die Sterilisation und Biokompatibilität. ⓘ

Bodenbelag

Weich-PVC-Bodenbeläge sind kostengünstig und werden in einer Vielzahl von Gebäuden eingesetzt, darunter Wohnhäuser, Krankenhäuser, Büros und Schulen. Es sind komplexe und 3D-Designs möglich, die dann durch eine klare Nutzschicht geschützt werden. Eine mittlere Vinylschaumschicht sorgt zudem für ein angenehmes und sicheres Gefühl. Die glatte, widerstandsfähige Oberfläche der oberen Nutzschicht verhindert die Ansammlung von Schmutz und damit die Vermehrung von Mikroben in Bereichen, die steril gehalten werden müssen, wie z. B. in Krankenhäusern und Kliniken. ⓘ

Drahtseil

PVC kann unter Druck extrudiert werden, um Drahtseile und Flugzeugkabel für allgemeine Anwendungen zu ummanteln. PVC-beschichtete Drahtseile sind leichter zu handhaben, korrosions- und abriebfest und können zur besseren Sichtbarkeit farblich gekennzeichnet werden. Es wird in einer Vielzahl von Branchen und Umgebungen sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt. ⓘ

Andere Verwendungen

Eine Schallplatte ⓘ

PVC wurde für eine Vielzahl von Konsumgütern verwendet. Eine der frühesten Anwendungen für den Massenmarkt war die Herstellung von Schallplatten. Zu den neueren Beispielen gehören Wandverkleidungen, Gewächshäuser, Heimspielplätze, Schaumstoff- und andere Spielzeuge, maßgeschneiderte LKW-Planen, Deckenplatten und andere Arten von Innenverkleidungen. ⓘ

PVC-Rohre sind billiger als Metalle, die im Musikinstrumentenbau verwendet werden; sie sind daher eine gängige Alternative für den Instrumentenbau, oft für den Freizeitbereich oder für seltenere Instrumente wie die Kontrabassflöte. Ein Instrument, das fast ausschließlich aus PVC-Rohren gebaut wird, ist die Slap-Orgel, eine perkussive Orgel, die durch Schlagen auf die offenen Rohre mit einem Flip-Flop oder ähnlichem gespielt wird. ⓘ

Chloriertes PVC

PVC kann durch Chlorierung sinnvoll modifiziert werden, wobei der Chlorgehalt auf oder über 67 % erhöht wird. Chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC) wird durch Chlorierung einer wässrigen Lösung von PVC-Suspensionspartikeln und anschließende Bestrahlung mit UV-Licht hergestellt, wodurch die radikalische Chlorierung eingeleitet wird. Durch die Reaktion entsteht CPVC, das in heißeren und korrosiveren Umgebungen als PVC verwendet werden kann. ⓘ

Gesundheit und Sicherheit

Zersetzung

Bei der Degradation während der Nutzungsdauer oder nach unsachgemäßer Entsorgung handelt es sich um eine chemische Veränderung, die das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyvinylchlorid-Polymers drastisch verringert. Da die mechanische Integrität eines Kunststoffs von seinem hohen durchschnittlichen Molekulargewicht abhängt, wird das Material durch Abnutzung unweigerlich geschwächt. Witterungsbedingter Abbau, wie z. B. Photooxidation, führt zu einer Versprödung der Oberfläche und zu Mikrorissen, aus denen Mikropartikel entstehen, die in der Umwelt weiterleben. Diese auch als Mikroplastik bezeichneten Partikel wirken wie Schwämme und saugen persistente organische Schadstoffe (POPs) in ihrer Umgebung auf. Die so mit hohen POP-Werten beladenen Mikropartikel werden häufig von Organismen in der Biosphäre aufgenommen. ⓘ

Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass drei der Polymere (HDPE, LDPE und PP) durchweg POPs in Konzentrationen aufnehmen, die um eine Größenordnung höher sind als die der beiden anderen (PVC und PET). Nach 12-monatiger Exposition ergab sich beispielsweise an einem Standort ein 34-facher Unterschied in der durchschnittlichen Gesamtmenge an POPs, die sich auf LDPE im Vergleich zu PET angesammelt hatte. An einem anderen Standort war die durchschnittliche Gesamtmenge an POPs, die an HDPE haftete, fast 30 Mal so hoch wie die an PVC. Die Forscher vermuten, dass Unterschiede in der Größe und Form der Polymermoleküle erklären können, warum einige mehr Schadstoffe anreichern als andere. Der Pilz Aspergillus fumigatus baut Weich-PVC effektiv ab. Phanerochaete chrysosporium wurde auf PVC in einem Mineralsalzagar gezüchtet. Phanerochaete chrysosporium, Lentinus tigrinus, Aspergillus niger und Aspergillus sydowii können PVC wirksam abbauen. ⓘ

Weichmacher

Phthalate, die als Weichmacher in Kunststoffe eingearbeitet werden, machen etwa 70 % des US-amerikanischen Weichmachermarktes aus; Phthalate sind konstruktionsbedingt nicht kovalent an die Polymermatrix gebunden, was sie sehr anfällig für die Auswaschung macht. Phthalate sind in Kunststoffen zu hohen Anteilen enthalten. So können sie beispielsweise bis zu 40 Gewichtsprozent in intravenösen medizinischen Beuteln und bis zu 80 Gewichtsprozent in medizinischen Schläuchen ausmachen. Vinylprodukte sind allgegenwärtig - einschließlich Spielzeug, Autoinnenausstattung, Duschvorhänge und Bodenbeläge - und geben zunächst chemische Gase an die Luft ab. Einige Studien deuten darauf hin, dass diese Ausgasung von Zusatzstoffen zu gesundheitlichen Komplikationen beitragen kann, und haben zu der Forderung geführt, die Verwendung von DEHP u. a. bei Duschvorhängen zu verbieten. Die japanischen Autokonzerne Toyota, Nissan und Honda verzichten seit 2007 auf die Verwendung von PVC in Fahrzeuginnenräumen. ⓘ

2004 stellte ein gemeinsames schwedisch-dänisches Forschungsteam einen statistischen Zusammenhang zwischen Allergien bei Kindern und der Belastung der Innenraumluft mit DEHP und BBzP (Butylbenzylphthalat) fest, das in Vinylbodenbelägen verwendet wird. Im Dezember 2006 veröffentlichte das Europäische Büro für chemische Stoffe der Europäischen Kommission einen endgültigen Entwurf der Risikobewertung von BBzP, in dem festgestellt wurde, dass die Exposition der Verbraucher, einschließlich der von Kindern, "unbedenklich" ist. ⓘ

EU-Entscheidungen zu Phthalaten

Risikobewertungen haben zur Einstufung von Phthalaten mit niedrigem Molekulargewicht als reproduktionstoxische Stoffe der Kategorie 1B gemäß der Verordnung 1272/2008 über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung geführt. Drei dieser Phthalate, DBP, BBP und DEHP, wurden im Februar 2011 in Anhang XIV der REACH-Verordnung aufgenommen und müssen von der EU bis Februar 2015 aus dem Verkehr gezogen werden, es sei denn, es wird vor Juli 2013 ein Antrag auf Zulassung gestellt und eine Zulassung erteilt. DIBP steht weiterhin auf der REACH-Kandidatenliste für die Zulassung. In der von der American Chemical Society herausgegebenen Fachzeitschrift Environmental Science & Technology heißt es, dass DIBP völlig sicher ist. ⓘ

Im Jahr 2008 hat der Wissenschaftliche Ausschuss der Europäischen Union für neu auftretende und neu identifizierte Gesundheitsrisiken (SCENIHR) die Sicherheit von DEHP in Medizinprodukten überprüft. Der SCENIHR-Bericht stellt fest, dass bestimmte medizinische Verfahren, die bei Hochrisikopatienten angewandt werden, zu einer erheblichen Exposition gegenüber DEHP führen, und kommt zu dem Schluss, dass die Exposition männlicher Frühgeborener gegenüber DEHP-haltigen Medizinprodukten weiterhin Anlass zur Sorge gibt. Der Ausschuss erklärte, dass es einige alternative Weichmacher gibt, für die ausreichende toxikologische Daten vorliegen, die auf eine geringere Gefährdung im Vergleich zu DEHP hindeuten, fügte jedoch hinzu, dass die Funktionalität dieser Weichmacher bewertet werden sollte, bevor sie als Alternative zu DEHP in PVC-Medizinprodukten verwendet werden können. Die Ergebnisse der Risikobewertung haben positive Ergebnisse hinsichtlich der sicheren Verwendung von hochmolekularen Phthalaten gezeigt. Sie wurden alle für die REACH-Verordnung registriert und bedürfen keiner Einstufung in Bezug auf Gesundheits- und Umweltauswirkungen, und sie stehen auch nicht auf der Liste der Zulassungskandidaten. Hochmolekulare Phthalate sind nicht CMR (krebserregend, erbgutverändernd oder fortpflanzungsgefährdend) und gelten auch nicht als endokrine Disruptoren. ⓘ

In der EU-Risikobewertung hat die Europäische Kommission bestätigt, dass Diisononylphthalat (DINP) und Diisodecylphthalat (DIDP) bei der derzeitigen Verwendung weder für die menschliche Gesundheit noch für die Umwelt ein Risiko darstellen. Die Ergebnisse der Europäischen Kommission (veröffentlicht im EU-Amtsblatt am 13. April 2006) bestätigen das Ergebnis einer Risikobewertung, die mehr als zehn Jahre lang von den EU-Regulierungsbehörden umfassend wissenschaftlich untersucht wurde. ⓘ

Nach der kürzlichen Verabschiedung von EU-Rechtsvorschriften über das Inverkehrbringen und die Verwendung von DINP in Spielzeug und Babyartikeln wird in den Schlussfolgerungen der Risikobewertung eindeutig festgestellt, dass keine weiteren Maßnahmen zur Regulierung der Verwendung von DINP erforderlich sind. In Europa und in einigen anderen Teilen der Welt wurde die Verwendung von DINP in Spielzeug und Babyartikeln als Vorsichtsmaßnahme eingeschränkt. So darf DINP in Europa nicht mehr in Spielzeug und Babyartikeln verwendet werden, die in den Mund genommen werden können, obwohl die wissenschaftliche Risikobewertung der EU zu dem Schluss kam, dass die Verwendung von DINP in Spielzeug keine Gefahr für die menschliche Gesundheit oder die Umwelt darstellt. Die strengen EU-Risikobewertungen, die einen hohen Grad an Konservatismus und eingebaute Sicherheitsfaktoren beinhalten, wurden unter strenger Aufsicht der Europäischen Kommission durchgeführt und liefern eine klare wissenschaftliche Bewertung, auf deren Grundlage beurteilt werden kann, ob ein bestimmter Stoff sicher verwendet werden kann oder nicht. ⓘ

Das FDA-Papier mit dem Titel "Safety Assessment of Di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP) Released from PVC Medical Devices" (Sicherheitsbewertung von Di(2-ethylhexyl)phthalat (DEHP), das aus PVC-Medizinprodukten freigesetzt wird) besagt, dass für schwerkranke oder verletzte Patienten ein erhöhtes Risiko besteht, gesundheitsschädliche Wirkungen von DEHP zu entwickeln, und zwar nicht nur aufgrund der im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung erhöhten Exposition, sondern auch wegen der physiologischen und pharmakodynamischen Veränderungen, die bei diesen Patienten im Vergleich zu gesunden Personen auftreten. ⓘ

Blei

Früher wurde PVC häufig Blei zugesetzt, um die Verarbeitbarkeit und Stabilität zu verbessern. Es hat sich gezeigt, dass Blei aus PVC-Rohren in das Trinkwasser sickert. ⓘ

In Europa wurde die Verwendung von Stabilisatoren auf Bleibasis schrittweise ersetzt. Im Rahmen der freiwilligen Selbstverpflichtung von VinylPlus, die im Jahr 2000 begann, haben die Mitglieder des Europäischen Verbands der Stabilisatorhersteller (ESPA) den Ersatz von Stabilisatoren auf Blei-Basis im Jahr 2015 abgeschlossen. ⓘ

Vinylchlorid-Monomer

In den frühen 1970er Jahren wurde die Karzinogenität von Vinylchlorid (gewöhnlich als Vinylchloridmonomer oder VCM bezeichnet) mit Krebserkrankungen bei Arbeitnehmern in der Polyvinylchloridindustrie in Verbindung gebracht. Insbesondere bei Arbeitern in der Polymerisationsabteilung eines Werks von B.F. Goodrich in der Nähe von Louisville, Kentucky, wurde ein Angiosarkom der Leber, auch bekannt als Hämangiosarkom, eine seltene Krankheit, diagnostiziert. Seitdem haben Studien an PVC-Arbeitern in Australien, Italien, Deutschland und dem Vereinigten Königreich bestimmte Arten von berufsbedingten Krebserkrankungen mit der Exposition gegenüber Vinylchlorid in Verbindung gebracht, und es hat sich durchgesetzt, dass VCM ein Karzinogen ist. Die Technologie zur Entfernung von VCM aus Produkten ist entsprechend den damit verbundenen Vorschriften sehr anspruchsvoll geworden. ⓘ

Dioxine

Bei der Verbrennung von PVC entsteht HCl, dessen Menge fast dem Chlorgehalt entspricht. Umfassende Studien in Europa zeigen, dass das in den emittierten Dioxinen enthaltene Chlor nicht aus HCl in den Rauchgasen stammt. Stattdessen entstehen die meisten Dioxine in der kondensierten Festphase durch die Reaktion von anorganischen Chloriden mit graphitischen Strukturen in kohlehaltigen Aschepartikeln. Kupfer wirkt bei diesen Reaktionen als Katalysator. ⓘ

Studien über die Verbrennung von Hausmüll zeigen, dass die Dioxinbildung mit zunehmender PVC-Konzentration stetig ansteigt. Nach dem Dioxininventar der EPA dürften Deponiebrände eine noch größere Dioxinquelle für die Umwelt darstellen. Eine Übersicht über internationale Studien zeigt durchweg hohe Dioxinkonzentrationen in Gebieten, die von der Verbrennung offener Abfälle betroffen sind, und eine Studie, die das Homologenmuster untersuchte, stellte fest, dass die Probe mit der höchsten Dioxinkonzentration "typisch für die Pyrolyse von PVC" war. Andere EU-Studien weisen darauf hin, dass PVC wahrscheinlich "den überwiegenden Teil des Chlors ausmacht, das für die Dioxinbildung bei Deponiebränden zur Verfügung steht". ⓘ

Die nächstgrößte Dioxinquelle im EPA-Verzeichnis sind Verbrennungsanlagen für medizinische und kommunale Abfälle. Es wurden verschiedene Studien durchgeführt, die zu widersprüchlichen Ergebnissen kommen. So zeigte eine Studie über gewerbliche Verbrennungsanlagen keinen Zusammenhang zwischen dem PVC-Gehalt des Abfalls und den Dioxinemissionen. Andere Studien haben eine eindeutige Korrelation zwischen der Dioxinbildung und dem Chloridgehalt aufgezeigt und deuten darauf hin, dass PVC in Verbrennungsanlagen erheblich zur Bildung von Dioxin und PCB beiträgt. ⓘ

Im Februar 2007 veröffentlichte der technische und wissenschaftliche Beratungsausschuss des US Green Building Council (USGBC) seinen Bericht über einen Kredit für die Vermeidung von PVC im Zusammenhang mit Materialien für das LEED Green Building Rating System. Der Bericht kommt zu dem Schluss, dass "kein einzelnes Material in allen Kategorien der Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt am besten oder am schlechtesten abschneidet", dass aber "PVC aufgrund des Risikos von Dioxinemissionen durchweg zu den Materialien mit den schlechtesten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit gehört". ⓘ

In Europa wurde von zahlreichen Forschern die überwältigende Bedeutung der Verbrennungsbedingungen für die Dioxinbildung festgestellt. Der wichtigste Einzelfaktor für die Bildung dioxinähnlicher Verbindungen ist die Temperatur der Verbrennungsgase. Auch die Sauerstoffkonzentration spielt eine wichtige Rolle bei der Dioxinbildung, nicht jedoch der Chlorgehalt. ⓘ

Die Konstruktion moderner Verbrennungsanlagen minimiert die Bildung von PCDD/F durch Optimierung der Stabilität des thermischen Prozesses. Um den EU-Emissionsgrenzwert von 0,1 ng I-TEQ/m³ einzuhalten, arbeiten moderne Verbrennungsanlagen unter Bedingungen, die die Dioxinbildung minimieren, und sind mit Schadstoffkontrollvorrichtungen ausgestattet, die die geringen erzeugten Mengen auffangen. Jüngste Informationen zeigen beispielsweise, dass die Dioxinwerte in der Bevölkerung in der Nähe von Verbrennungsanlagen in Lissabon und Madeira seit der Inbetriebnahme der Anlagen im Jahr 1999 bzw. 2002 nicht angestiegen sind. ⓘ

Mehrere Studien haben auch gezeigt, dass die Entfernung von PVC aus dem Abfall die Menge der emittierten Dioxine nicht wesentlich verringern würde. Die EU-Kommission veröffentlichte im Juli 2000 ein Grünbuch über die Umweltaspekte von PVC". Darin heißt es (auf Seite 27), dass die Verringerung des Chlorgehalts im Abfall zur Verringerung der Dioxinbildung beitragen kann, auch wenn der eigentliche Mechanismus noch nicht vollständig verstanden ist. Es wird erwartet, dass der Einfluss auf die Verringerung eine Beziehung zweiter oder dritter Ordnung ist. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die wichtigsten Verbrennungsparameter, wie die Temperatur und die Sauerstoffkonzentration, einen großen Einfluss auf die Dioxinbildung haben". Im Grünbuch heißt es weiter, dass bei den derzeitigen Chlorgehalten in Siedlungsabfällen kein direkter quantitativer Zusammenhang zwischen Chlorgehalt und Dioxinbildung zu bestehen scheint. ⓘ

In einer von der Europäischen Kommission in Auftrag gegebenen Studie über die "Ökobilanz von PVC und den wichtigsten konkurrierenden Materialien" heißt es: "Neuere Studien zeigen, dass das Vorhandensein von PVC keinen signifikanten Einfluss auf die Menge der bei der Verbrennung von Kunststoffabfällen freigesetzten Dioxine hat." ⓘ

End-of-Life

Die europäische Abfallhierarchie bezieht sich auf die fünf Stufen, die in Artikel 4 der Abfallrahmenrichtlinie aufgeführt sind:

Vermeidung: Vermeidung und Verringerung des Abfallaufkommens.
Wiederverwendung und Vorbereitung zur Wiederverwendung: Produkte erhalten ein zweites Leben, bevor sie zu Abfall werden.
Recyceln: jedes Verwertungsverfahren, bei dem Abfallmaterialien zu Produkten, Materialien oder Stoffen für den ursprünglichen oder einen anderen Zweck wiederaufbereitet werden. Dies schließt die Kompostierung und nicht die Verbrennung ein.
Verwertung: Bestimmte Abfallverbrennungen auf der Grundlage einer politischen, nicht wissenschaftlichen Formel, die die weniger effizienten Verbrennungsanlagen aufwertet.
Beseitigung: Verfahren zur Beseitigung von Abfällen, sei es durch Deponierung, Verbrennung, Pyrolyse, Vergasung oder andere Endlösungen. Die Deponierung ist in einigen EU-Ländern durch Deponierichtlinien eingeschränkt, und es gibt eine Debatte über die Verbrennung. Zum Beispiel wird ursprünglicher Kunststoff, der viel Energie enthält, nur energetisch verwertet, anstatt recycelt zu werden. Gemäß der Abfallrahmenrichtlinie ist die europäische Abfallhierarchie rechtsverbindlich, außer in Fällen, in denen für bestimmte Abfallströme eine Abweichung von der Hierarchie erforderlich ist. Dies sollte auf der Grundlage des Lebenszykluskonzepts begründet werden. ⓘ

Die Europäische Kommission hat neue Vorschriften zur Förderung der Verwertung von PVC-Abfällen zur Verwendung in einer Reihe von Bauprodukten erlassen. Darin heißt es: "Die Verwendung von verwertetem PVC sollte bei der Herstellung bestimmter Bauprodukte gefördert werden, da sie die Wiederverwendung von altem PVC ermöglicht ... Dadurch wird vermieden, dass PVC auf Mülldeponien entsorgt oder verbrannt wird, was zur Freisetzung von Kohlendioxid und Kadmium in die Umwelt führt". ⓘ

Initiativen der Industrie

In Europa wurden die Entwicklungen in der PVC-Abfallwirtschaft von der im Jahr 2000 gegründeten Organisation Vinyl 2010 überwacht. Vinyl 2010 hatte sich zum Ziel gesetzt, bis Ende 2010 in Europa jährlich 200.000 Tonnen Nach-Gebrauchs-PVC-Abfälle zu verwerten, wobei Abfallströme, die bereits anderen oder spezifischeren Rechtsvorschriften unterliegen (wie den europäischen Richtlinien über Altfahrzeuge, Verpackungen und Elektro- und Elektronik-Altgeräte), nicht berücksichtigt wurden. ⓘ

Seit Juni 2011 folgt VinylPlus, eine neue Reihe von Zielen für nachhaltige Entwicklung. Das Hauptziel ist die Verwertung von 800.000 Tonnen PVC pro Jahr bis 2020, einschließlich 100.000 Tonnen schwer verwertbarer" Abfälle. Ein Vermittler für die Erfassung und Verwertung von PVC-Abfällen ist Recovinyl. Die gemeldete und geprüfte mechanisch verwertete PVC-Tonnage lag 2016 bei 568.695 Tonnen und ist 2018 auf 739.525 Tonnen gestiegen. ⓘ

Ein Ansatz zur Lösung des Problems der PVC-Abfälle ist auch das Vinyloop genannte Verfahren. Dabei handelt es sich um ein mechanisches Recyclingverfahren, bei dem ein Lösungsmittel verwendet wird, um PVC von anderen Materialien zu trennen. Dieses Lösungsmittel wird in einem geschlossenen Kreislaufprozess recycelt. Recyceltes PVC wird anstelle von neuem PVC in verschiedenen Anwendungen eingesetzt: Beschichtungen für Schwimmbäder, Schuhsohlen, Schläuche, Membranen, beschichtete Gewebe und PVC-Folien. Der Primärenergiebedarf von recyceltem PVC ist um 46 Prozent niedriger als der von konventionell hergestelltem PVC. Die Verwendung von recyceltem Material führt also zu einem deutlich besseren ökologischen Fußabdruck. Das globale Erwärmungspotenzial ist um 39 Prozent geringer. ⓘ

Beschränkungen

Im November 2005 unterzeichnete eines der größten Krankenhausnetzwerke in den USA, Catholic Healthcare West, einen Vertrag mit B. Braun Melsungen über vinylfreie intravenöse Beutel und Schläuche. ⓘ

Im Januar 2012 kündigte Kaiser Permanente, ein großer Gesundheitsdienstleister an der Westküste der USA, an, keine intravenösen (IV) medizinischen Geräte mehr zu kaufen, die mit PVC und Weichmachern vom Typ DEHP hergestellt wurden. ⓘ

1998 schloss die US-amerikanische Kommission für die Sicherheit von Verbraucherprodukten (CPSC) eine freiwillige Vereinbarung mit den Herstellern, um Phthalate aus PVC-Rasseln, Beißringen, Babyflaschennippeln und Schnullern zu entfernen. ⓘ

Vinylhandschuhe in der Medizin

Handschuhe aus Vinyl ⓘ

Weich-PVC ist ein gängiges Material für medizinische Handschuhe. Da Vinylhandschuhe weniger flexibel und elastisch sind, wird in mehreren Leitlinien empfohlen, für die klinische Pflege und für Verfahren, die manuelle Fertigkeiten erfordern und/oder bei denen ein längerer Patientenkontakt erforderlich ist, entweder Latex- oder Nitrilhandschuhe zu verwenden. Vinylhandschuhe weisen eine schlechte Beständigkeit gegenüber vielen Chemikalien auf, einschließlich Produkten auf Glutaraldehydbasis und Alkoholen, die in der Formulierung von Desinfektionsmitteln zum Abwischen von Arbeitsflächen oder in Handreinigungsmitteln verwendet werden. Auch die Zusatzstoffe in PVC können bekanntermaßen Hautreaktionen wie allergische Kontaktdermatitis hervorrufen. Dazu gehören beispielsweise das Antioxidans Bisphenol A, das Biozid Benzisothiazolinon, Propylenglykol/Adipat-Polyester und Ethylhexylmaleat. ⓘ

Nachhaltigkeit

PVC wird aus fossilen Brennstoffen, einschließlich Erdgas, hergestellt. Bei der Herstellung wird auch Natriumchlorid verwendet, was zu einem Polymer mit 57 % Chloridgehalt führt. Recyceltes PVC wird in kleine Späne zerlegt, von Verunreinigungen befreit und zu reinem PVC aufbereitet. Es kann etwa sieben Mal recycelt werden und hat eine Lebensdauer von etwa 140 Jahren. ⓘ

In Europa wurden laut dem jüngsten VinylPlus-Fortschrittsbericht im Jahr 2020 731.461 Tonnen PVC verwertet, was einem Rückgang von 5 % gegenüber 2019 entspricht, bedingt durch die Covid-Pandemie. Der Bericht deckt auch alle fünf Nachhaltigkeitsherausforderungen ab, die sich der Sektor selbst gestellt hat, darunter die Kreislaufwirtschaft, chlororganische Emissionen, die nachhaltige Verwendung von Additiven, die nachhaltige Nutzung von Energie und Rohstoffen und das Nachhaltigkeitsbewusstsein. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Rolle, die Polymere bei der Erfüllung des Modells der Kreislaufwirtschaft und des Beitrags zu den Zielen für nachhaltige Entwicklung spielen. Die Olympic Delivery Authority (ODA) beispielsweise hat nach ihrer anfänglichen Ablehnung von PVC als Material für verschiedene temporäre Austragungsorte der Olympischen Spiele 2012 in London ihre Entscheidung überdacht und eine Strategie für dessen Verwendung entwickelt. Darin wird hervorgehoben, dass die funktionalen Eigenschaften von PVC es unter bestimmten Umständen zum geeignetsten Material machen, wobei die ökologischen und sozialen Auswirkungen über den gesamten Lebenszyklus hinweg berücksichtigt werden, z. B. die Recycling- oder Wiederverwendungsquote und der prozentuale Anteil an recyceltem Material. Vorübergehende Teile, wie die Dachabdeckungen des Olympiastadions, der Wasserball-Arena und der Royal Artillery Barracks, würden demontiert und ein Teil davon im VinyLoop-Verfahren verwertet. ⓘ

Handelsnamen

PVC wurde oder wird unter den Namen Ekadur, Decelith, Gölzalith, Vinidur, Trovidur, Hostalit, Lucalor, Corzan, Glastoferan (PVC-C) und Ekalit, Dekelith, Mipolam, Barrisol (Weich-PVC für Spanndecken), Igelit (Weich-PVC) und Piviacid (Faserstoff-PVC der DDR) vermarktet. ⓘ

Wirtschaft

Vorwiegend werden Fenster mit PVC-Rahmen exportiert. Häufig wird PVC für Rohre in Kabeltrassen und für Membrandächer eingesetzt, auch für Bodenbeläge. Im Jahr 2001 erbrachten in Deutschland 150.000 Beschäftigte in 5.000 Unternehmen einen Umsatz von 20 Milliarden Euro, das ist etwa ein Viertel der gesamten Kunststoffbranche. ⓘ

Umweltaspekte, Entsorgung und Recycling

Deponierung

Bis zum Jahr 1989 deponierte man etwa 70 Prozent des Abfallvorkommens. Hart-PVC zersetzt sich nicht und schadet weder Wasser noch Luft, allerdings nimmt es gerade deswegen auf der Müllhalde viel Platz ein. Weiterhin kann keine Prognose getroffen werden, ob das Hart-PVC nicht doch irgendwann durch Mikroorganismen oder chemische Vorgänge angegriffen werden kann. Von den Inhaltsstoffen des Weich-PVC kann man aber mit großer Sicherheit annehmen, dass diese aufgrund ihres Weichmacheranteils das Sickerwasser und somit die Umwelt verschmutzen. Die Deponierung von Siedlungsabfällen mit Brennwert ist in mehreren europäischen Ländern, wie beispielsweise Deutschland, Österreich und der Schweiz nicht mehr zulässig. ⓘ

Energetische Verwertung

Aus dem Verbrennungsprozess lässt sich Energie gewinnen. Der Brennwert mit 26,9 MJ/kg ist im Vergleich zu anderen Kunststoffen wie Polypropylen (PP) mit 52,6 MJ/kg relativ klein. Wird PVC verbrannt, bildet sich ätzender, gasförmiger Chlorwasserstoff. In Müllverbrennungsanlagen wird dieser beispielsweise mit Kalk in den Rauchgasreinigungsanlagen neutralisiert. Die entstehenden Rückstände sind als gefährliche Abfälle eingestuft. ⓘ

Eine Gefahr geht von schwermetallhaltigen Stabilisatoren wie etwa Bleidistearat aus. Aus diesem Grund werden bei Müllverbrennungsanlagen aufwendige Filtertechniken eingesetzt, die die schädlichen Emissionen filtern. Damit stehen der Gewinnung von Energie hohe Ausgaben für ökologischen Schutz gegenüber. ⓘ

Recycling

Recycling-Code von PVC ⓘ

Der Recycling-Code von Polyvinylchlorid ist 03. Beim Recycling unterscheidet man zwischen einer Werkstoff- und einer Rohstoffrecycling-Methode. Für PVC existiert ein Rücknahmesystem; gesammelt werden vor allem Fußbodenbeläge, Dachbahnen, Fensterprofile, Elektrokabel und PVC-Rohre. Der Auf- und Ausbau von Recyclingstrukturen basiert auf einer Selbstverpflichtung der PVC-Branche (VinylPlus). ⓘ

Werkstoffliches Recycling

Thermoplaste lassen sich, einmal zu einem Werkstück geformt, wieder einschmelzen und zu einem neuen Produkt formen. Die Abfolge von Wärmebehandlungen führt allerdings zu einem fortschreitenden Qualitätsverlust des Materials (Downcycling). Ein Beispiel für ein solches minderwertiges Endprodukt ist der Bakenfuß (die Halterung, in die rot-weiße Straßenabsperrungen gesteckt werden). Die werkstoffliche Verwertung wird daher zurzeit fast ausschließlich dort eingesetzt, wo große Mengen eines sortenreinen Materials zur Verfügung stehen. ⓘ

Das größte Problem bei der Wiederaufbereitung stellen Verunreinigungen dar. Kabelabfälle, bei denen das Kupfer entfernt wurde, sind noch stark verschmutzt und müssen gereinigt werden, um wieder in einen echten Kreislauf zu gelangen und die Qualität eines Neumaterials zu erlangen. ⓘ

Mit dem Verfahren Vinyloop lassen sich mit dem Lösemittel Methylethylketon aus PVC-haltigen Verbundwerkstoffen die PVC-Moleküle und die Weichmacher herauslösen. Nach Ausfällung und Trocknung lässt sich die Mischung aus den Polymeren und Weichmachern zur Herstellung beliebiger PVC-Produkte verwenden. In Europa bestand hierfür nur eine Anlage in Ferrara (Italien), die 2018 stillgelegt wurde. ⓘ

Rohstoffliche Verwertung

Durch Pyrolyse lassen sich Kunststoffe in petrochemisch verwertbare Stoffe wie Methanol oder Synthesegas spalten. Diese Verfahren werden naturgemäß vor allem für die Verwertung von Mischkunststoffen genutzt, die sich nur unter großem Aufwand trennen lassen würden. ⓘ

Gesundheitliche Gefahren

Als erste Arbeiter in der PVC-Produktion an Deformationen der Fingerendgliedmaßen erkrankten oder schwere Leberschäden bis hin zu Leberkrebs (Hämangioendothelsarkom) aufwiesen, wurde der Arbeitsschutz bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von PVC verbessert. Die „VC-Krankheit“ wurde von den Berufsgenossenschaften als Berufskrankheit anerkannt. Der Ausgangsstoff für PVC, Vinylchlorid, kann beim Menschen Krebs erzeugen und wirkt erbgutverändernd. Auch andere Ausgangsstoffe der PVC-Herstellung sind bedenklich. Die Maximale Arbeitsplatzkonzentration für PVC in der Atemluft beträgt 0,3 mg/m³. In der Schweiz liegt der Wert dagegen bei 3 mg/m³ (gemessen als alveolengängiger Staub). ⓘ

Bei Verbrennung

Bei Verbrennung von chlorhaltigen Kunststoffen wie PVC in Gegenwart von Metall und Kohlenstoff (z. B. bei Anwesenheit von Holz oder Stäuben) kann das Giftgas Phosgen entstehen. ⓘ

Bei der Verarbeitung

Ein Vorteil vom PVC-Teichfolien ist die leichte Schweißbarkeit von (neuen) PVC-Folien, das Verbinden von einzelnen Bahnen durch Warmgasschweißen können auch Laien und ungelernte Hilfsarbeiter schnell erlernen. Dass dabei gesundheitlich gefährliche Chlordämpfe oder Dioxine, Benzol, Naphthalin, Phosgen, Toluol oder Xylol und Phthalate entweichen, wird (bei Arbeiten im Freien) häufig ignoriert. Bei einer Studie bezüglich Chlorwasserstoff- und Phthalatexposition beim Warmgasschweißen von PVC-Folien auf 72 Baustellen im Freien wurde keine Arbeitsplatzgrenzwert-Überschreitung festgestellt, bei solchen Arbeiten in geschlossenen Räumen (bei anderen Untersuchungen) schon. ⓘ

Bestimmung

Bei einer Brennprobe riechen die Gase nach Chlorwasserstoff. Beim Verbrennen auf Kupfer färbt sich die Flamme grün (siehe Beilsteinprobe). Bei beiden Verfahren entstehen gesundheitlich bedenkliche chlororganische Verbindungen. Deshalb sollen für eine Brennprobe oder Beilsteinprobe (außerhalb der Untersuchungslabore) nur Kleinstmengen benutzt werden. ⓘ