Polyvinylchlorid (PVC)
Thermoplastischer Kunststoff
Allgemein
Das bei der Polymerisation anfallende Hart-PVC ist als Isolier- und Mantelwerkstoff ungeeignet. Erst durch Zusatzstoffe erhält man die mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften, die sowohl für die Verarbeitung als auch für den Gebrauch der Leitungen erforderlich sind.
Die wichtigsten Zusatzstoffe zur Verbesserung der Eigenschaften sind:
Weichmacher Stabilisatoren Gleitmittel
Diese Stoffe zur Verbesserung der Eigenschaften sind deutlich teurer als der Ausgangswerkstoff PVC.
Außerdem werden noch sog. Füllstoffe (Mineralien, Kreide) zugesetzt, diese dienen vor allem der Preisreduzierung (Verschlechtern aber Flexibilität und Verarbeitung).
PVC in der Kabelindustrie
Im Niederspannungsbereich (Bis 750/1.000V) ist PVC immer noch der Werkstoff mit dem besten Preis/Leistungsverhältnis. Durch Änderung der Zusätze und Stabilisatoren kann der Werkstoff relativ einfach auf spezielle Anwendungen eingestellt werden.
Nationale (DIN VDE) und Internationale (z. B. IEC, UL, CSA ) Normenbehörden haben für die verschiedensten Anwendungsbereiche Mischungstypen mit ganz bestimmten Eigenschaften spezifiziert.
Die wichtigsten sind: PVC Isoliermischungen DIN VDE 0207 T. 4 und UL-AWM
PVC Mantelmischungen DIN VDE 0207 T. 5
In der Kabelindustrie wird PYC mit Y bezeichnet, weitere Buchstaben stehen für verbesserte Eigenschaften.
Standart-PVC Y ist in der Regel für einen Temperaturbereich von
Nicht bewegt -40° bis +70°/80°
Bewegt -5 (+5) bis +70°/80°
Wobei „Billig-Produkte“ nach den engeren Werten, Qualitätsprodukte nach den weiteren Temperaturgrenzen hergestellt werden.
PVC kältebeständig, kälteflexibel
Höherer Anteil an Weichmacher, daher flexibler und bei Minustemperatur weniger steif und noch eingeschränkt beweglich bei -20°.
Grundsätzlich ist die Flexibilität von PVC immer temperaturabhängig.
PVC wärmebeständig Yw (Y HT)
Die obere Grenztemperatur für PVC-Leitungen wird von den einzelnen Norm- und Zulassungsinstitutionen unterschiedlich eingestuft.
Grundsätzlich vermindern sich die Eigenschaften praktisch aller thermoplastischen Kunststoffe, wenn sie im Dauerbetrieb an der oberen Temperaturgrenze eingesetzt werden. Es erfolgt trotz Stabilisatoren eine Auswanderung der Weichmacher, die Dehnung nimmt ab, das Material verhärtet.
Die Grenztemperaturen sind:
nach VDE 90° (Max. Leitertemperatur)
+105° (herabgesetzte Gebrauchsdauer)
nach UL +105°
nach CSA +90°
Neu Entwickelte PVC-Mischungen können lt. Herstellerangaben bis +120° eingesetzt werden (ohne Vernetzen) – in Normen wurde dies bisher noch nicht festgehalten.
PVC ölbeständig Yö, YOE
Wenn PVC mit Öl in Kontakt komm tritt eine verstärkte Weichmacherauswanderung ein. Hochwertige (teurere) Weichmacher und Stabilisatoren verzögern dies- ganz verhindern lässt es sich nicht.
Grundsätzlich vermindern sich die Eigenschaften von PVC wenn es mit Öl in dauernden Kontakt kommt.
Es erfolgt trotz Stabilisatoren eine Auswanderung der Weichmacher, die Dehnung nimmt ab, das Material verhärtet.
Die Ölstabiliät wird durch Normen festgelegt.
Flammwidrigkeit, Brandverhalten
Aufgrund seines chemischen Aufbaues ist Hart-PVC ein schwer entflammbarer Werkstoff, ebenso die mineralischen Füllstoffe im PVC.
Die Weichmacher sind jedoch leicht brennbar, so dass Weich-PVC nur bedingt flammwidrig ist.
Durch geeignete Zusätze (Stabilisatoren) wird flammwidriges PVC so eingestellt, dass es selbstverlöschend ist, es brennt jedoch bei äußerer Flammeinwirkung ab.
Zusammenfassung
Vorteile: PVC ist ein preiswerter Werkstoff mit guten Isolationseigenschaften, einfach zu verarbeiten, leicht auf verschiedene Anforderungen einstellbar, gute Weiterverarbeitbarkeit.
Nachteile: Bei höherfrequenten Signalen schlechte Übertragungseigenschaften, deshalb für Datentechnik (Netzwerke) und HF (Antennenkabel) nicht geeignet. Umweltschutz und Brandeigenschaften beschränken mehr und mehr den Einsatz von PVC. Obwohl inzwischen die früher verwendeten Bleistabilisatoren, bromierten Flammschutzmittel und Antimontrioxid durch umweltfreundlichere Stoffe ersetzt wurden ist Kabel-PVC praktisch nicht recycelbar und muss als Sondermüll entsorgt werden.
Beim Verbrennen von relativ kleinen Mengen PVC entsteht
-dichter, giftiger Rauch, der u. U. Personenrettung verhindert, Fluchtwege sind nicht mehr erkennbar. Nur 1 kg verbrennendes PVC führt zu einer vollkommenen Verqualmung von ca., 500m3 (z. B. eine Wohnung mit 200m2)
-Dioxinbelasteter Brandruß, der u. U. durch Spezialfirmen entfernt werden muss.
-Chlorwasserstoff mit stark ätzender Wirkung, die schon bei kleineren Mengen hochwertige el. Und elektronische Gerate zerstören und in schlimmeren Fällen in Stahlbeton eindringen und die Festigkeit des Betons stark herabsetzen.
Aus diesen Gründen sollten in Räumen mit erhörter Personenkonzentration oder hochwertiger Ausstattung sowie in allen Verkehrssystemen, Tunnels u.s.w. PVC nicht eingesetzt werden.
