PVC-C - nachchloriertes Polyvinylchlorid

Die Abkürzung „PVC-C“ steht für chloriertes bzw. nachchloriertes Polyvinylchlorid (PVC) und ist eine Weiterentwicklung von PVC-U. Der Chlorgehalt liegt bei 67 % bis 74 % und ist damit höher als bei einfachem PVC mit etwa 57 %. Durch die Chlorierung wird der Kunststoff härter, die thermische Beständigkeit und die chemische Beständigkeit nimmt zu, wodurch der Kunststoff für Rohrleitungen verwendet werden kann, die entsprechend höhere Anforderung an die Beständigkeiten besitzen als z. B. PVC-U. PVC-C ist ein weichmacherfreier Kunststoff und eignet sich für die Lebensmitteltechnik und Trinkwasserleitungen. PVC-C zeichnet sich durch eine sehr gute chemische Beständigkeit aus und wird häufig für Transportleitungen in der chemischen Prozessindustrie eingesetzt.

PVC-C kann einfach verklebt werden, wodurch sich dieser Kunststoff sehr einfach verarbeiten lässt und hervorragend für Rohrleitungen eingesetzt werden kann. Zudem ist hartes PVC (PVC-U und PVC-C) physiologisch unbedenklich.

Eigenschaften und Beständigkeiten von PVC-C

Chemische Beständigkeit

PVC-C ist beständig gegen Salzlösungen, Säuren, Wasser, Salzwasser, Laugen, Fette, Öle, Benzin und Ethanol.
Nicht beständig ist PVC-C gegen alkalische Stoffe, wie Benzin, Aceton, Benzol, Chloroform, konzentrierte Salzsäure und aromatische Kohlenwasserstoffe.

Eine ausführliche Liste zur chemischen Beständigkeit von PVC-U finden Sie in der Tabelle zur chemischen Beständigkeit verschiedener Kunststoffe.

Temperaturbeständigkeit

PVC-C kann für Temperaturen von 0 °C bis maximal 80 °C, kurzzeitig auch bis 95 °C eingesetzt werden. Beachten Sie allerdings, dass sich der maximale angegebene Betriebsdruck bei Rohrleitungen auf eine Flüssigkeitstemperatur von 20 °C bezieht. Mit zunehmender Temperatur verringert sich dieser Wert erheblich. Zudem wird das Material mit zunehmender Temperatur sehr weich und dehnt sich aus, was bei längeren Rohrleitungen zu Verformungen oder anderen Schäden führen kann. PVC-C ist schwerentflammbar und selbstlöschend. Beim Verbrennen können jedoch giftige Chlorverbindungen entstehen.

Temperatur-/Druckdiagramm

Das Diagramm bezieht sich auf die gängigen Druckstufen, welche im Rohrleitungsbau eingesetzt werden und auf einen Zeitraum von 25 Jahren. Als Medium wird Wasser vorrausgesetzt. Die Druckstufen der Rohre und Verbinder werden als Nenndruck PN (pressure nominal) angegeben. PN = Maximaler Betriebsdruck in bar bei einer Flüssigkeitstemperatur von 20 °C.

UV-Beständigkeit

Durch Zugabe von Stabilisatoren können die Eigenschaften von PVC-C verändert werden. Den Rohren, Fittings und Ventilen werden häufig UV-Stabilisatoren beigemischt, welche den Zerfall des PVCs verzögern. Die UV-Stabilisatoren haben eine höhere Reaktivität und zerfallen somit vor dem Kunststoff. Die Moleküle werden durch die UV-Strahlung aufgespalten und es entstehen freie Radikale, welche neue Verbindungen eingehen. Sind die UV-Stabilisatoren allerdings aufgebraucht, zerfallen auch die Kohlenstoffbindungen des PVCs. Die Verbindungen der PVC-Moleküle werden dann durch die energiereiche UV-Strahlung aufgespalten und es entstehen freie Radikale (ungebundene Elektronen), welche neue Verbindungen mit der umgebenden Luft (vorallem O₂-Verbindungen) eingehen. Der Kunststoff versprödet durch diesen Vorgang an seiner Oberfläche.

Werden PVC-C Rohre und Fittings im Außenbereich eingesetzt, sollten diese nicht der unmittelbaren Sonneneinstrahlung ausgesetzt sein, da diese auf Dauer das Material verspröden lässt. Die Rohre und Fittings können sich dadurch verfärben und die Druckbeständigkeit kann sich verringern. Besonders transparente Rohre und Fittings sind aufgrund der meist fehlenden UV-Stabilisatoren anfällig für UV-Strahlung. Zur Sicherheit können die PVC-Rohre im Außenbereich isoliert werden. In unserer Klimazone sind diese Probleme allerdings eher selten anzutreffen.

Werkstoffeigenschaften (Richtwerte)

Trinkwassertauglichkeit

Der Werkstoff PVC-C ist prinzipiell für die Trinkwasserversorgung geeignet (max. 80 °C) und wird bereits seit Jahren erfolgreich in diesem Bereich eingersetzt. PVC-C ist in der Liste für unbedenkliche Stoffe in der Trinkwasserversorgung des Umweltbundesamtes aufgeführt. Viele PVC-Rohre und Fittings sind vom DVGW auf ihre physiologische Unbedenklichkeit geprüft. Alle von uns angebotenen PVC-C Fittings und Rohre sind frei von Weichmachern und Schwermetallen wie z. B. Blei und befinden sich auf dem aktuellen Stand der Technik.

Herstellung und Aufbau

Als Grundstoff für die Herstellung von PVC kommt Vinylchlorid zum Einsatz, welches wie auch das Endprodukt (Polyvinylchlorid) die chemische Summenformel C₂H₃Cl besitzt. Die beiden Kohlenstoffatome sind beim Vinylchlorid allerdings über eine Doppelbindung (H₂C=CHCl) miteinander verbunden. Vinylchlorid ist ein Gas. Die Wasserstoff- und Kohlenstoffatome des Vinylchlorids (Monomer) werden über eine Polymerisation neu angeordnet und zu dem Polymer PVC (Polyvinylchlorid) verarbeitet. Die Polymerisation erfolgt durch Katalysatoren, welche die Reaktion in Gang setzen. Hierbei wird die Mehrfachbindung des Vinylchlorids (zwischen den beiden Kohlenstoffatomen) aufgelöst und es bildet sich eine Kette aus den einzelnen Monomeren. Vinylchlorid kann vorher ebenfalls synthetisiert werden und wird aus der Reaktion von Ethen und Chlor gewonnen.

Strukturformel von Vinylchlorid (vereinfacht)

      H   Cl
      |   |
      C = C
      |   |
      H   H

Nach der Polymerisation zu PVC (Teilausschnitt aus einer Polymerkette)

      H   Cl
      |   | 
  ··· C - C ···
      |   |
      H   H

Die Punkte geben an, dass sich dieser Vinylchlorid-Baustein (Monomer) wiederholt und eine Kette bildet (Polymer). Die Kette kann theoretisch beliebig lang ausfallen. Die Kettenbildung wird in der Regel durch Zusätze künstlich unterbrochen oder beendet sich selbst, wenn keine Reaktionspartner mehr vorhanden sind. Bei PVC-C werden im Anschluss einige Wasserstoffatome (H) durch weitere Chloratome ersetzt. Dies geschieht in einem Chlorierungsreaktor, bei dem das PVC mit Chlor behandelt wird.

Umweltaspekte

Wie bei allen Materialien, hat auch PVC-C seine Vor- und Nachteile, in Bezug auf die ökologischen Auswirkungen, weshalb es schwer ist, genaue Aussagen darüber zu treffen, welches Material bei der Planung einer Rohrleitung das ökologisch sinnvollste darstellt. Das Thema Nachhaltigkeit wird allerdings ein immer wichtigeres Thema, weshalb bereits immer mehr Anstrengungen unternommen werden, das Recycling von Endprodukten zu verbessern oder auch alternative Rohstoffe zu verwenden.

Vorteile von Fittings und Rohren aus PVC-C

PVC-C gilt, wie die meisten Kunststoffe im generellen als vergleichsweise ökologisch, da anders als bei Metallen erheblich weniger Energie benötigt wird, um dieses in die gewünschte Form zu bringen. Viele Kunststoffe schmelzen bereits bei wenigen 100 °C, während Metalle häufig erst auf über 1000 °C gebracht werden müssen. Gleichzeitig ergibt sich durch das viel geringere Gewicht eine erhebliche Reduktion des CO₂-Ausstoßes beim Transport und für die Verarbeitung werden auch bei größeren Dimensionen größtenteils keine Maschinen benötigt.

Bei der Herstellung fallen ebenfalls viel weniger Abfallstoffe und Chemikalien an, die in die Umwelt gelangen. Metalle müssen hier häufig sehr aufwändig aus den Erzen oder Gesteinen herausgelöst werden, wodurch giftige Abfallstoffe, wie etwa Rotschlamm bei der Aluminiumgewinnung aus Bauxit entstehen. Allerdings sind nicht alle Metalle gleich umweltschädlich bei der Gewinnung und ein großer Teil wird bereits recycelt.

PVC-C bietet aufgrund der guten Korrosionsbeständigkeit wie die meisten Kunststoffe eine sehr lange Lebensdauer. Rohrleitungen aus PVC-C haben häufig eine Nutzungsdauer von 30 Jahre, wodurch wenig Abfälle entstehen.

Nachteile von PVC-C Fittings und Rohren

Kunststoffe, wie z. B. PVC-U und PVC-C bestehen aus einer Kombination an Stoffen. Über verschiedene Additive oder Weichmacher (nicht in PVC-U und PVC-C) oder Stabilisatoren, wird eine verbesserte UV-Stabilität oder andere gewünschte Eigenschaften erzeugt. Dies führt allerdings dazu, dass sich PVC-C schlechter recyceln lässt als andere Kunststoffe, wie z. B. PE oder PP, da die Stoffe zunächst wieder getrennt werden müssen, was zu einigen Herausforderungen führen kann. Auch Klebereste und andere Verunreinigungen erschweren das Recycling. Grundsätzlich ist ein Recycling allerdings möglich. Metalle lassen sich hingegen sehr viel einfacher recyceln.

Materialien aus PVC-C können nicht unbegrenzt recycelt werden. Bei jeder Recyclingstufe geht eine gewisse Menge an Material und Qualität verloren. Häufig wird einfach das in den Molekülketten eingebundene Chlor in Form von Salzsäure recycelt, welches sich anschließend wieder in diversen chemischen Prozessen verwenden lässt. Der Rest wird meist thermisch verwertet (verbrannt) oder zu minderwertigeren Kunststoffen verarbeitet. Die richtige Entsorgung kann zu einer verbesserten Recyclingquote führen.

Rohre und Fittings aus PVC-C richtig entsorgen

Als Endverbraucher haben Sie in der Regel verschiedene Möglichkeiten, um PVC-C-Produkte zu recyceln. Es hängt jedoch von den örtlichen Recyclingrichtlinien ab, wie und wo Sie Ihre PVC-C-Abfälle recyceln können. Hier sind einige Schritte, die Sie unternehmen können:

1. Prüfen Sie die örtlichen Recyclingrichtlinien: Überprüfen Sie, ob es in Ihrer Stadt oder Ihrem Landkreis Recyclingprogramme gibt, die PVC-C-Produkte akzeptieren. Die Annahmebedingungen können von Stadt zu Stadt unterschiedlich sein. PVC hat den Recycling-Code 03.

2. Wenden Sie sich an den Wertstoffhof. Viele Wertstoffhöfe akzeptieren PVC-C-Produkte zur Wiederverwertung. Überprüfen Sie, ob Ihr örtlicher Wertstoffhof PVC-C-Produkte annimmt.

3. Wenden Sie sich an spezialisierte Recyclingunternehmen: Es gibt Unternehmen, die auf das Recycling von Kunststoffprodukten spezialisiert sind, darunter auch PVC-C-Produkte. Sie können online nach solchen Unternehmen suchen und sich informieren, ob sie Ihre Produkte annehmen und welche Bedingungen dabei gelten.

4. Trennen Sie PVC-C-Produkte von anderen Materialien: Wenn Sie PVC-C-Produkte zum Recycling abgeben, trennen Sie diese von anderen Materialien, um die Recyclingprozesse zu erleichtern und zu verbessern.

Beachten Sie allerdings, dass PVC-C-Produkte nicht in allen Gemeinden oder Ländern recycelt werden können. Wenn dies der Fall ist, sollten Sie diese Produkte entsprechend den örtlichen Vorschriften entsorgen, um eine umweltgerechte Entsorgung zu gewährleisten. Zudem können stark verschmutzte Rohre und Rohre, bei denen sich Ablagerungen in den Rohren angesammelt haben, nicht mehr recycelt werden. Hier ist eine thermische Verwertung (Verbrennen) vorzuziehen, da die Reinigung in keinem Verhältnis zu dem ökologischen Nutzen stehen würde. Dies ist häufig bei älteren Rohrleitungen, die schon über viele Jahre eingesetzt wurden, der Fall.