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Aus gutem Grund PVC | Anwendungen | Produktionsverfahren

Vinylchloridherstellung (VCM-Prozess)
Suspensionspolymerisation (S-PVC)
Emulsionspolymerisation (E-PVC)
Compoundierung
Hartfolienherstellung



Vinylchloridherstellung (VCM-Prozess)

Vinylchlorid ist der momomere Baustein, aus dem der Kunststoff Polyvinylchlorid hergestellt wird. Es ist gasförmig und hat die chemische Formel CH²=CHCl. Das Monomer Vinylchlorid (VCM) wird aus den Rohstoffen Ethylen und Chlor hergestellt. In typischen VCM-Produktionsanlagen läuft die Umsetzung der beiden Rohstoffe über das Zwischenprodukt Ethylendichlorid (EDC) zu VCM.

Eine VCM-Produktionsanlage besteht im wesentlichen aus drei Einheiten:

Direktchlorierung: Hier reagieren Ethylen und Chlor in einem kontinuierlichen Prozess zur Bildung zu EDC.
EDC-Spaltung: Hier wird EDC thermisch in VCM und Chlorwasserstoff gespalten. Chlorwasserstoff wird in der nächsten Stufe, der Oxychlorierung, als Rohstoff eingesetzt, während nicht gespaltenes EDC abgetrennt und recycelt wird. VCM wird für den Einsatz in der PVC-Produktion gereinigt.
Oxychlorierung: Hier wird Chlorwasserstoff mit weiterem Ethylen in Gegenwart eines Kupferchlorid-Katalysators und Sauerstoff zur Reaktion gebracht. Dadurch entsteht weiteres EDC, während überschüssiger Wasserstoff zu Wasser oxidiert wird.

   

 

 

 


Suspensionspolymerisation (S-PVC)
PVC entsteht durch Polymerisation von VCM und hat die chemische Formel
(-CH
² -CHCl-)n.
VCM wird in großen Druckbehältern (Autoklaven) in Gegenwart von Wasser, Initiatoren und anderen Additiven diskontinuierlich polymerisiert. Die in Wasser fein verteilten VCM-Flüssigkeitströpfchen werden nach und nach zu festen PVC-Partikeln umgewandelt, die je nach Produkttyp mehr oder weniger porös sind. Nicht reagiertes VCM wird vom Polymer getrennt und wiederverwertet, Wasser wird durch Zentrifugieren entfernt. Dann wird das Polymer u.a. in Fließbetttrocknern getrocknet.

S-PVC wird für praktisch alle Extrusions-, Spritzguß- und Kalandrierprozesse eingesetzt. Die einzelnen S-PVC-Typen zeichnen sich durch ihre Schmelzviskosität (k-Wert) und ihre Eignung für Hart- oder Weichanwendungen aus.
     

 

 

 


Emulsionspolymerisation (E-PVC)
E-PVC-Produkte kommen in den verschiedensten Spezialbereichen zur Anwendung einschließlich Pastenanwendungen wie Tauch- oder Streichbeschichtungen, für die sich S-PVC nicht eignet.

In der Emulsionspolymerisation sind sehr feine VCM-Tröpfchen im Wasser verteilt. Der Polymerisationsprozess führt zu einer stabilen Emulsion oder einer Latex von Polymer in Wasser. Nach Abtrennung von nicht reagiertem Monomer wird das Wasser in Sprühtrocknern verdunstet und es entsteht feines E-PVC.
     

 

 

 


Compoundierung

PVC-Compounds werden durch Mischen von PVC mit Additiven hergestellt, die dem Endprodukt die gewünschten Eigenschaften verleihen. Zu den Additiven gehören u.a. Stabilisatoren, Gleitmittel, Weichmacher, Füllstoffe, Schlagzähmodifizierer und Pigmente. Durch Zugabe von Weichmachern wird PVC flexibel gemacht.

PVC-Compounds werden in zwei Verarbeitungsformen angeboten:

Als Granulat: Die PVC-Additiv-Mischung wird Schmelzverarbeitungs- oder Extrusionsanlagen zugeführt. Das geschmolzene Material wird granuliert und abgekühlt, so dass PVC-Compounds in Pelletform entstehen.
Als Pulvermischung, auch Dryblend genannt: Das PVC-Polymer wird mit den entsprechenden Additiven in Heiz-Kühl-Mischern gemischt, gesiebt und als fließfähiges Pulver abgepackt.



Hartfolienherstellung

Hartfolien werden durch Mischen von PVC-Polymer mit Additiven, gefolgt von der Schmelzverarbeitung und Folienbildung auf Kalandern hergestellt.

Im Kalandrierprozess wird die PVC-Mischung zuerst im Spalt zwischen zwei erhitzten Metallzylindern, die sich in entgegengesetzte Richtung drehen, vollständig aufgeschmolzen. Weitere Zylinder sorgen für die Homogenität und die richtige Dicke der Folien, die im Bereich von 0,06 bis 1,2 mm liegen kann.

Nach dem Kalandrierprozess werden die Folien auf speziellen Schneidmaschinen zurechtgeschnitten, mit einem Finish versehen und entweder auf Rollen aufgewickelt oder flach gelagert.

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