Glossar - A - E
A
Additive
PVC wird – wie die meisten anderen Werkstoffe – nicht alleine verarbeitet, sondern im Gemisch mit Zusatzstoffen. Sein chemischer Aufbau – der Fachmann spricht von polarer Struktur – erlaubt es dem PVC, eine große Menge der unterschiedlichsten Komponenten aufzunehmen. Auswahl und Dosierung dieser Stoffe bestimmen wesentlich die Verarbeitungseigenschaften der PVC-Mischung und die Gebrauchseigenschaften des Fertigproduktes. Da sich diese in weiten Grenzen variieren lassen, ist die große Anwendungsbreite von PVC leicht erklärbar.
Die wichtigsten Additive für PVC sind Stoffe zur Verbesserung physikalischer Eigenschaften wie Temperatur-, Licht- und Wetterbeständigkeit, Zähigkeit, Elastizität und Transparenz. Daneben werden Stoffe zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und Farbpigmente zugesetzt. All diese Stoffe sind im PVC-Fertigprodukt fest eingebunden und praktisch nicht bioverfügbar.
An die heute verwendeten PVC-Additive werden hohe Anforderungen gestellt. Sie müssen in möglichst geringer Konzentration eine hohe Wirkung aufweisen, die durch die unterschiedlichen Herstellungsprozesse für das Kunststoff-Formteil nicht beeinträchtigt werden darf. Sie müssen dem Formteil während dessen Gebrauchsdauer die gewünschten Eigenschaften verleihen. Sie sollen auch aus Konsumentensicht sicher anwendbar sein. Um diese Sicherheit der Verbraucher zu gewährleisten, regeln gesetzliche Vorgaben Herstellung und Verwendung bis hin zur Entsorgung von Kunststoffadditiven bzw. mit Additiven ausgerüsteten Fertigteilen aus Kunststoff. PVC-Additive spielen vor diesem Hintergrund grundsätzlich keine Sonderrolle.
Altfenster
Seit Mitte 1991 existieren in Deutschland und Österreich Sammelsysteme zur Rücknahme und Wiederverwertung von Fensterprofilen. Die Rewindo GmbH, gegründet Ende Juni 2002, vereint die bisherigen Gesellschafter der Fenster-Recycling-Initiative (FREI) sowie das Unternehmen VEKA AG. Die 1993 ins Leben gerufene Verwertungsgesellschaft für Altfenster GbR (FREI) wurde aufgelöst.
Der Rewindo GmbH obliegt die Kontrolle, Koordination und Dokumentation der Umsetzung der Freiwilligen Selbstverpflichtung der europäischen PVC-Branche im Bereich werkstoffliche Verwertung von PVC-Altfenstern und Produktionsabfällen aus der Herstellung von PVC-Fenstern bzw. Fensterprofilen sowie artverwandter Produkte. Auch für den Bereich PVC-Fenster wurden im Rahmen der »Selbstverpflichtung zum nachhaltigen Wirtschaften« Recyclingziele festgeschrieben
B
Blei
Brandverhalten
Alle organischen Substanzen sind brennbar, deshalb werden sie zum Teil gezielt und unter kontrollierten Bedingungen als Brennstoff eingesetzt. Bei einem ungewollten Brand ergeben sich Probleme aus der Freisetzung von Schadstoffen – vor allem Kohlenmonoxid (CO) – der Hitzeentwicklung und deren Wirkung auf Menschen, Gegenstände und Gebäude.
Das Brandverhalten von PVC wurde umfassend untersucht. Die Erkenntnisse stützen sich dabei sowohl auf experimentelle Untersuchungen als auch auf praktische Erfahrungen im Brandfall.
Zum Thema Brandverhalten ein Kommentar von Dr. Sabine Lindner, Arbeitsgemeinschaft PVC und Umwelt e.V., Bonn, vom 23. Oktober 2006:
Artikel. Deutscher Elektronikschrott vergiftet Menschen in Nigeria
"Die von Andreas Bernstorff im Artikel gegenüber PVC gemachten Aussagen, möchten wir, die Arbeitsgemeinschaft PVC und Umwelt e.V., im Folgenden Richtig stellen.
PVC-Produkte spielen im Brandfall keine Sonderrolle.
Brandgase sind komplexe Gemische und hängen in ihrer Zusammensetzung von den Brandbedingungen und den brennenden Materialien ab. Sie können nur in ihrer Gesamtheit toxikologisch bewertet werden. Bei zahlreichen Forschungsarbeiten dazu stellt sich immer wieder heraus, dass es keine großen Unterschiede in der Toxizität der verschiedenen Stoffe gibt. Kohlenmonoxid, Blausäure, Salzsäure und Acrolein wirken vor allem akut toxisch.
Kohlenmonoxid, das von allen brennenden Stoffen freigesetzt wird, spielt die größte Rolle. Hierzu stellte auch das Sachverständigengremium "Gesundes Bauen und Wohnen" beim Bundesminister für Raumordnung, Bauwesen und Städtebau fest: "Wie unterschiedliche Brandversuche gezeigt haben, spielt aber im Brandfall der aus PVC-Produkten entstehende Chlorwasserstoff im Verhältnis zu der Menge des beim Brand aus den Umgebungsmaterialien entstehenden Kohlenmonoxids für die Gefährdung des Menschen keine entscheidende Rolle." Immer wieder malen PVC-Kritiker das Schreckgespenst der Umweltvergiftung durch "Ultra-Gifte", wie Dioxine an die Wand, wenn es um das Thema PVC im Brandfall geht.
Die Sorge vor einer besonderen Gesundheitsgefahr durch Dioxine, die bei jedem Brandfall entstehen, ist in aller Regel unbegründet. Das belegen zahlreiche, unabhängige Untersuchungen bisheriger Brände von Kunststoff eindeutig. Selbst wenn mehrere hundert Tonnen PVC brannten, wie im Oktober 1992 im westfälischen Lengerich, wurde nur eine geringe Menge an Dioxinen freigesetzt. Konzentrationen in dieser Höhe stellen keine Gefahr für Mensch und Umwelt dar. So mussten in Lengerich weder Kinderspielplätze saniert noch der landwirtschaftliche Anbau eingeschränkt werden."
Brandklassen
Viele PVC-Bauprodukte sind nach DIN 4102 als schwer entflammbar eingestuft. Auch bei vielen Brandtests der Automobilindustrie fallen PVC-Teile (meist Weich-PVC) unter das Kriterium »schwer entflammbar «. Am bekanntesten ist der »Federal Motor Vehicle Safety Standard« (FMVSS) der US-Behörden.
Brandrisiko
PVC ist ein Werkstoff, der aufgrund des hohen Chloranteils von 57% von Natur aus relativ schlecht brennt: Die meisten PVC-Produkte lassen sich nur durch intensive äußere Brandeinwirkung in Brand setzen. Entfernt man die Brandquelle, hört PVC auf zu brennen, der Fachmann spricht von »selbstverlöschendem« Brandverhalten. Im Gegensatz zu anderen organischen Werkstoffen sind diese Eigenschaften bei PVC »inhärent«, sie werden also in der Regel nicht durch den Zusatz anderer Stoffe erreicht.
PVC schneidet bei einer ganzen Reihe von Parametern gut ab, die das Brandverhalten von Werkstoffen bestimmen: Die Entzündungstemperatur (330 bis 400°C) sowie die Selbstentzündungstemperatur (400°C) von PVC liegen vergleichsweise hoch. PVC entwickelt im Brandfall weniger Hitze als andere Materialien. PVC-Produkte verbrennen ohne Bildung von brennenden Tropfen. PVC hat Bedeutung als Element des vorbeugenden Brandschutzes, da sein Einsatz die Risiken der Entstehung und Ausbreitung von Bränden deutlich senkt – dies kann ein Vorteil für den Schutz von Menschen und Sachwerten sein.
Das sogenannte »ökologische Bauen« bringt übrigens vielfach eine Erhöhung der Brandgefahr mit sich, da die Mengen an brennbaren Stoffen und damit die »Brandlast« steigen.
Wenn PVC-Teile in Kombination mit anderen brennbaren Baustoffen verlegt werden, führt deren Brand zwangsläufig auch zum Verbrennen von PVC. Dies lässt sich durch überlegte Materialkombinationen und durch konstruktive Maßnahmen verhindern. Hierfür gibt es entsprechende Bauvorschriften und Brandschutzmaßnahmen (Bildung von Brandabschnitten etc.).
Rauchentwicklung
Bei der Verschwelung, d.h. der unvollständigen Verbrennung von PVC, kann es (wie bei anderen Werkstoffen auch) zu erhöhter Rauchentwicklung kommen. Das Ausmaß der Rauchentwicklung hängt dabei nicht allein vom Werkstoff ab, sondern auch von vielen anderen Umgebungsfaktoren wie Sauerstoffmenge, Luftzufuhr etc. Mittlerweile existieren eine ganze Reihe von Möglichkeiten, die Rauchentwicklung mit Hilfe von Additiven zu verringern.
Toxizität von Brandgasen
Die Auswertung zahlreicher Brandfälle in den USA hat gezeigt, dass – neben der Hitzeeinwirkung – über 90 % aller Todesfälle durch Kohlenmonoxid (CO) verursacht werden. Danach folgt Blausäure, z. B. aus Wolle, Teppichböden, Textilien, Leder oder anderen stickstoffhaltigen Materialien. Chlorwasserstoff (HCl) spielt eine untergeordnete Rolle.
Untersuchungen haben gezeigt, dass der CO-Gehalt im Brandfall rasch tödliche Werte erreicht, während die HCl-Konzentration nur langsam ansteigt und deshalb tödlich wirkende Konzentrationen nicht erreicht werden.
Dioxine und Furane, die bei jedem Brand entstehen, sind an den Ruß der Brandrückstände gebunden. Deshalb wurden bei vielen Untersuchungen von Brandexponierten niemals erhöhte Dioxinkonzentrationen gefunden. Für die Beurteilung der Toxizität der Brandgase spielen sie deshalb keine Rolle.
Brandfolgekosten
Bestimmte Bestandteile von Brandgasen wirken korrosiv, dazu gehören u. a. Schwefel- oder Salpetersäure und Essigsäure. Verbrennt PVC, so entsteht Chlorwasserstoff, der mit Wasser zu verdünnter Salzsäure abreagiert. Diese wirkt auf eine ganze Reihe von Materialien korrosiv, darunter auch auf Metalle und Beton.
Befürchtungen, die Standfestigkeit von Gebäuden sei durch PVCBrandgase gefährdet, haben sich als unbegründet erwiesen. Die bei einem Vollbrand entstehende Hitze von mehr als 1.000°C ist die Hauptursache für irreparable Gebäudeschäden. Bleibende Schäden durch Salzsäure gibt es in der Regel nicht, vor allem wenn die Sanierung zügig und nach dem heutigen Stand der Technik durchgeführt wird. Dies gilt auch für Korrosionsschäden an Maschinen und elektronischen Einrichtungen, wie die Erkenntnisse aus einem Brand bei einem schwedischen Zulieferer für die Automobilindustrie zeigten: Nach 12 Tagen konnte der Betrieb die Produktion wieder aufnehmen. Die heute vorliegenden Erfahrungen bei Bränden erlauben es in der Regel, die notwendigen Aufräumungs- und Sanierungsarbeiten soweit abzuschätzen, dass weder unnötige Kosten durch aufwändige Analytik entstehen noch unkalkulierbare Risiken für Mensch und Umwelt resultieren. Wichtiges Hilfsmittel sind hierbei die Empfehlungen des ehemaligen Bundesgesundheitsamtes (BGA) zur Reinigung von Gebäuden nach Bränden und die Leitlinien des Verbandes der Schadensversicherer (VdS) zur Brandschadensanierung . Zusätzliche Maßnahmen aufgrund der Beteiligung von PVC am Brandgeschehen sind normalerweise nicht notwendig. Die wichtigste Maßnahme ist die sorgfältige Reinigung der Brandstelle von Ruß, da dieser generell toxisch ist.
Durch die günstigen PVC-Produktkosten werden eventuelle Mehrkosten durch erhöhte Sanierungskosten deutlich überwogen.
C
Cadmium
Chlor
Chlorparaffine
Chlorparaffine sind seit einigen Jahren in der kritischen Diskussion. Sie lassen sich entsprechend ihres Molekulargewichtes einteilen in:
kurzkettige Chlorparaffine: | C10-C13 |
mittelkettige Chlorparaffine: | C14-C17 |
langkettige Chlorparaffine: | > C17 |
Die ökotoxikologischen Eigenschaften hängen von der Kettenlänge ab. Von den kurzkettigen Vertretern befürchtet man krebserzeugende Wirkungen. Die MAK- Kommission hat ohne präzise Angaben "verschiedene Chlorparaffine" in die Gruppe III B: "Stoffe mit begründetem Verdacht auf krebserzeugendes Potential", eingestuft.
Seit 1992 wird im Rahmen der Oslo/Paris-Kommission ein Verbot kurzkettiger Chlorparaffine diskutiert, jedoch gibt es keine Mehrheit für ein solches Verbot. In jüngster Zeit wird bei OSPARCOM diskutiert, ob anstelle des Verbots eine freiwillige Vereinbarung mit der Industrie erfolgen könnte.
Nach Angaben der Hoechst AG wurden 1994 in Deutschland 19.700 t Chlorparaffine hergestellt, davon 5.000 t kurzkettige Chlorparaffine.
Der Hauptanwendungsbereich für kurzkettige Chlorparaffine ist die Metallbearbeitung. Für die Verbreitung der Chlorparaffine in der Umwelt ist vor allem ihre offene Anwen- dung in diesem Anwendungsbereich verantwortlich.
Im PVC werden mittelkettige Chlorparaffine als Sekundär-Weichmacher mit flamm- hemmenden Eigenschaften eingesetzt. Der Markt in Deutschland lag 1994 bei etwa 5.000 t. In PVC-Produkten sind Chlorparaffine eingebunden und werden - im Gegen- satz zu der offenen Anwendung - kaum in die Umwelt emittiert. Das belegen auch Untersuchungen von Hafenschlämmen und Wattsedimenten, in denen sich die kurz- und langkettigen Vertreter der Chlorparaffine angereichert haben.
Im übrigen sind für PVC-Produkte weit überwiegend Weichmacher auf Phthalsäure- Basis gebräuchlich. So wurden 1993 in Westeuropa ca. 1 Mio. t und in Deutschland ca. 250.000 t Weichmacher verbraucht, davon 80 % für Weich-PVC (Rest: Kleb- stoffe, Lacke, usw.). DEHP hatte daran einen Anteil von ca. 50 %.
Die Hoechst AG hat im Mai 1995 erklärt, daß sie die Produktion von Chlorparaffinen, wegen fehlender Rentabilität, einstellen werde.
Substitute zum Weichmachen von PVC-Produkten stehen in ausreichender Menge zur Verfügung.
Literatur: "Chlorparaffine", BUA-Stoffbericht 93, Juni 1992
D
DEHP
Dioxin/Dioxine
Unter dem Begriff »Dioxine« versteht man im allgemeinen eine Klasse von Substanzen, die der Chemiker als »polychlorierte Dioxine« (PCDD) und »polychlorierte Furane« (PCDF) bezeichnet. Die Debatte um Dioxine, ihre Quellen und ihre Auswirkungen auf Mensch und Umwelt ist in hohem Maße von Emotionen gekennzeichnet. Mangelndes Wissen und sorgloser Umgang mit diesen gefährlichen Substanzen, aber auch Unsicherheiten nach dem ersten großen Unfall in Seveso mit Dioxinfreisetzung, ermöglichten lange Zeit keine sachliche Auseinandersetzung mit diesem Thema. Mit dem heute vorliegenden Wissen sieht die Wissenschaft die Gefahren durch Dioxine realistischer und die wissenschaftliche Diskussion verläuft weniger emotional.
E
Elektrolyse
Ethylen
Erdöl
