Polyvinylchlorid (PVC) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der durch die Polymerisation von Vinylchlorid-Monomeren (VCM) hergestellt wird. Aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften, wie chemischer Beständigkeit, guter mechanischer Stabilität und kostengünstiger Verarbeitung, ist PVC ein häufig verwendetes Material in der industriellen Wasser- und Abwasserbehandlung. Es wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, darunter Rohrleitungssysteme, Armaturen, Tanks und Schutzschichten.
Inhaltsverzeichnis
Chemische und physikalische Eigenschaften von PVC
PVC ist ein halogenierter Kunststoff, der durch Zugabe von Weichmachern, Stabilisatoren oder Füllstoffen an spezifische Anforderungen angepasst werden kann. Es gibt zwei Haupttypen: hartes PVC (PVC-U) und weichmacherhaltiges PVC (PVC-P).
1. Materialstruktur
- PVC besteht aus polymerisierten Vinylchlorid-Molekülen. Seine chemische Formel ist [CH2–CHCl]n\text{[CH}_2\text{–CHCl]}_n.
- Die Chloratome in der Molekülstruktur verleihen PVC seine hohe Flammhemmung und chemische Stabilität.
- PVC ist von Natur aus ein sprödes Material, wird jedoch durch Weichmacher flexibel gemacht.
2. Varianten von PVC
- Hart-PVC (PVC-U):
- Ohne Weichmacher.
- Hohe Festigkeit und Beständigkeit gegen Chemikalien.
- Einsatz in Rohrleitungen, Tanks und Armaturen.
- Weich-PVC (PVC-P):
- Enthält Weichmacher, die die Flexibilität erhöhen.
- Verwendung in flexiblen Schläuchen und Dichtungen.
- Chloriertes PVC (PVC-C):
- Erhöhte Chlorierung verbessert die Temperatur- und Chemikalienbeständigkeit.
- Einsatz bei Temperaturen bis 90 °C.
3. Mechanische und chemische Eigenschaften
Chemische Beständigkeit:
- Hervorragend gegen Säuren, Laugen, Alkohole und Salze.
- Einschränkungen: Nicht beständig gegenüber aromatischen und chlorierten Lösungsmitteln.
Temperaturbeständigkeit:
- PVC-U: -15 °C bis 60 °C.
- PVC-C: Bis 90 °C.
Mechanische Eigenschaften:
- Hohe Steifigkeit und Druckfestigkeit (bei PVC-U).
- Flexibilität und Reißfestigkeit (bei PVC-P).
Flammhemmend:
- Aufgrund des hohen Chloranteils selbstverlöschend bei Feuerkontakt.
Dichte:
- Moderat: 1,35–1,45 g/cm³, abhängig von Füllstoffen und Additiven.
UV-Beständigkeit:
- Ohne Zusatz von Stabilisatoren ist PVC nicht UV-beständig und kann verspröden.
Foto: Unsere Flotationsanlage ALMA NeoDAF HD für kleine Abwasserströme mit Reaktionsschlaufe aus PVC
Herstellungsverfahren von PVC
Die Herstellung von PVC erfolgt durch Polymerisation von Vinylchlorid-Monomeren (VCM). Je nach Polymerisationsmethode entstehen unterschiedliche PVC-Typen:
Suspensionspolymerisation:
- Am häufigsten verwendetes Verfahren.
- Erzeugt PVC mit gleichmäßiger Partikelgröße, ideal für Formteile und Rohre.
Emulsionspolymerisation:
- Führt zu feinteiligem PVC, das für Beschichtungen und flexible Produkte verwendet wird.
Massenpolymerisation:
- Direkte Polymerisation ohne Lösungsmittel, ideal für reines PVC.
Additive:
- Weichmacher: Erhöhen die Flexibilität.
- UV-Stabilisatoren: Verbessern die Witterungsbeständigkeit.
- Flammschutzmittel: Reduzieren die Brennbarkeit.
Anwendungen von PVC in der Wasser- und Abwasserbehandlung
PVC ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien in der Wasser- und Abwassertechnik. Seine Vielseitigkeit ermöglicht den Einsatz in verschiedenen Komponenten und Systemen.
1. Rohrleitungen und Armaturen
- Anwendung:
- PVC-U-Rohre für Trinkwasser, Abwasser und Chemikalientransport.
- Einsatz in Schwerkraft- und Druckleitungen.
- Vorteile:
- Hohe chemische Beständigkeit gegen Abwässer und Reinigungschemikalien.
- Geringer Strömungswiderstand durch glatte Innenflächen.
- Einfache Verbindung durch Kleben oder Steckmuffen.
- Technik:
- Klebetechnik: Verwendung von PVC-Klebern für dichte Verbindungen.
- Flanschsysteme: Geeignet für größere Rohrdurchmesser.
2. Beschichtungen und Auskleidungen
- Anwendung:
- Schutzschichten für Metalle und Beton in korrosiven Umgebungen.
- Einsatz in Kläranlagen und Chemikalienlagertanks.
- Vorteile:
- Verhindert Korrosion und erhöht die Lebensdauer der Anlagen.
3. Schläuche und Dichtungen
- Anwendung:
- Flexible PVC-Schläuche für Prozesswasser und Abwasser.
- Dichtungsprofile in Rohrleitungssystemen.
- Vorteile:
- Flexibel und einfach zu installieren.
- Hohe Reiß- und Abriebfestigkeit.
Vorteile von PVC in der Wasser- und Abwasserbehandlung
Chemische Beständigkeit:
- Resistent gegen die meisten Chemikalien in der Wasser- und Abwasserbehandlung.
Kosteneffizienz:
- Preiswerter als viele andere Materialien wie Edelstahl oder spezielle Kunststoffe.
Leichte Verarbeitung:
- Kann einfach geschnitten, geklebt und geformt werden.
Korrosionsbeständigkeit:
- Ideal für aggressive Medien wie säurehaltige oder alkalische Abwässer.
Flammhemmung:
- Selbstverlöschend bei Kontakt mit Flammen.
Herausforderungen und Grenzen
UV-Beständigkeit:
- Ohne Stabilisatoren anfällig für Versprödung durch UV-Strahlung.
Temperaturbegrenzung:
- Nicht geeignet für Anwendungen über 60 °C (PVC-U) oder 90 °C (PVC-C).
Sprödigkeit bei Kälte:
- Bei Temperaturen unter -15 °C kann PVC-U spröde werden.
Weichmacher in PVC-P:
- Können mit der Zeit migrieren und die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen.
Vergleich zwischen PE, PP, PVC und Edelstahl
Fazit
PVC ist ein äußerst vielseitiges und kostengünstiges Material für die Wasser- und Abwasserbehandlung. Es überzeugt durch seine chemische Beständigkeit, einfache Verarbeitung und hohe Verfügbarkeit. Trotz seiner Einschränkungen bei UV- und Temperaturbeständigkeit bleibt PVC eine erstklassige Wahl für Anwendungen mit moderaten mechanischen und thermischen Anforderungen.
Für weiter Informationen zu unseren Produkten können Sie uns gerne jederzeit kontaktieren!
