Was ist Polyvinylidenchlorid?
Polyvinylidenchlorid (PVDC) ist ein Kunstharz, das zur Familie der amorphen Thermoplaste aus polymerisierten chlorhaltigen Vinylidengruppen gehört.
Seine Struktur wird durch -[CH2CCl2]n- dargestellt und seine CAS-Nummer lautet 9002-85-1. Es handelt sich um ein farbloses, transparentes Kunstharz, das in Form von Folien oder Fasern auf den Markt gebracht wird.
Im Vergleich zu anderen Folienharzen ist es besonders hitze-, säure- und laugenbeständig und hat eine geringe Sauerstoff- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, weshalb es für Lebensmittelverpackungen verwendet wird. In den auf dem Markt befindlichen Produkten wird es in Copolymeren mit Vinylchlorid (PVC) oder Acrylnitril verwendet, während es allein nur selten zum Einsatz kommt.
Anwendungen von Polyvinylidenchlorid
Polyvinylidenchlorid wurde bei seiner Entwicklung in erster Linie als Faser verwendet, wird aber heute vor allem für Lebensmittelverpackungen im Haushalt eingesetzt. Es wird auch häufig als Schicht einer Mehrschichtfolie verwendet, die mit Harzen wie Polyethylen und Polyvinylchlorid beschichtet ist, um die Barriere gegen Sauerstoff und Feuchtigkeit zu erhöhen.
Als Faser wird es heute in verschiedenen Netzen, Trägermembranen für die Abwasserbehandlung, Filtertüchern und sogar in Puppenhaaren verwendet. Obwohl das Material nicht für Kleidung geeignet ist, wird es auch in einer Vielzahl von Textilprodukten verwendet.
Einst wurde das bei der Verbrennung entstehende Dioxin zu einem gesellschaftlichen Problem, und es wurde versucht, das Material abzutrennen und zurückzugewinnen oder durch andere Bestandteile zu ersetzen. Heutzutage kann es jedoch aufgrund von Verbesserungen der Verbrennungstemperatur in Verbrennungsanlagen als normaler brennbarer Abfall behandelt werden.
Funktionsweise von Polyvinylidenchlorid
Die Grundlagen von Polyvinylidenchlorid werden anhand von Synthesemethoden und Eigenschaften erläutert.
1. Polyvinylidenchlorid Synthetisierung
Das industrielle Verfahren zur Herstellung von Polyvinylidenchlorid läuft wie folgt ab.
- 1,2-Dichlorethan wird durch Reaktion von Ethylen mit Chlor oder Chlorwasserstoff hergestellt, der durch Elektrolyse von Natriumchlorid gewonnen wird.
- Vinylchlorid wird aus 1,2-Dichlorethan synthetisiert.
- Nach der Reaktion von Vinylchlorid mit Chlor zur Gewinnung von 1,1,2-Trichlorethan wird Calciumhydroxid oder Natriumhydroxid zur Synthese von Vinylidenchlorid-Monomer durch eine Dechlorierungsreaktion eingesetzt.
- Polyvinylidenchlorid kann durch Polymerisation unter Zugabe von Emulgatoren und geringen Mengen von Zusatzstoffen (z. B. Vinylchlorid) gewonnen werden.
2. Eigenschaften von Polyvinylidenchlorid
Es ist bekannt, dass sich Polyvinylidenchlorid bei Temperaturen über 125 °C unter Bildung von Chlorwasserstoff zersetzt. Die Substanz ist wasserbeständig und weist eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit gegenüber Chemikalien auf. Bei hohen Temperaturen ist es jedoch in Dimethylformamid und Diethylformamid löslich.
Seine mäßige Elastizität und seine Fähigkeit, sowohl eine Feuchtigkeits- als auch eine Gasbarriere zu bilden, sind Eigenschaften, die bei anderen Kunststofffolien nicht zu finden sind. Darüber hinaus ist seine Sauerstoffdurchlässigkeit im Vergleich zu Polyvinylchlorid und Polyethylen äußerst gering.
3. Kommerzialisierung von Polyvinylidenchlorid
Wenn Polyvinylidenchlorid als Folie vermarktet wird, was seine Hauptanwendung ist, wird es durch Erhitzen, Schmelzen, Abkühlen und Recken hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Weichmacher wie Tributylacetylcitrat hinzugefügt, um das Material weicher zu machen. Der Weichmacher verbleibt im Produkt und wird in einer bestimmten Menge herausgelöst, ist aber für den menschlichen Körper unschädlich.
Um die Hitzebeständigkeit und Festigkeit von Polyvinylidenchlorid zu erhöhen, wird es bei der Herstellung manchmal zwischen Nylon oder Polypropylen eingebettet, um eine mehrschichtige Folie zu bilden. Dieses Verfahren wird nicht nur bei Folienprodukten, sondern auch bei der Herstellung von Latex und Fischernetzen eingesetzt.
Arten von Polyvinylidenchlorid
Zu den wichtigsten Polyvinylidenchlorid-Produkten gehören heute Folien und Kunstfasern. Folienprodukte werden hauptsächlich für Haushaltsverpackungen und kommerzielle Lebensmittelverpackungen verwendet. Synthetische Fasern werden zu Produkten wie Staubfiltern, Filtertüchern, Fischernetzen, Angelschnüren und Jalousien verarbeitet.
Sie werden auch als chemische Stoffe für industrielle und andere Anwendungen verkauft und sind in Form von Pulver und Folien erhältlich. Folienprodukte sind in Dicken von 0,0125 mm, 0,033 mm und 0,043 mm sowie in Rollen oder Quadraten erhältlich.
Für industrielle Anwendungen werden sie auch als wässrige Hochbarriereharzdispersionen für die Beschichtung von Textilien, Papier usw. angeboten.