Polyvinylchlorid (PVC) ist ein weit verbreiteter synthetischer Kunststoff, der für seine Vielseitigkeit und Langlebigkeit bekannt ist. Von Verpackungen bis hin zu Baumaterialien findet sich PVC in zahlreichen Alltagsgegenständen. Seine biologische Abbaubarkeit ist jedoch seit langem ein Thema. In diesem Blogbeitrag untersuchen wir, ob PVC biologisch abbaubar ist oder nicht. Darüber hinaus konzentrieren wir uns auf die Zersetzung von PVC.
Ist PVC biologisch abbaubar? Die Auswirkungen auf die Umwelt
Wenn wir zunächst über PVC sprechen, PVC ist nicht biologisch abbaubar. PVC (Polyvinylchlorid) ist ein robustes Material, das beständig gegen Flammen, Sonnenlicht, Chemikalien, Witterungseinflüsse und Öl ist. Es ist in vielen Produkten allgegenwärtig. Es ist ein sehr anpassungsfähiges Material, das in einer Vielzahl von Produkten verwendet wird, darunter Möbel, Spielzeug, Baumaterialien, Bettwäsche, Kleidung, Rohrleitungen und Verpackungen.
PVC ist ein stabiler, aber oxidations- und chemikalienbeständiger Kunststoff. Durch den Einsatz bestimmter Pilzarten oder thermischen Abbau kann PVC biologisch abgebaut werden, der Abbau dauert jedoch über 450 Jahre. PVC gilt als giftig, wenn es mit bestimmten Inhaltsstoffen wie Blei hergestellt oder verbrannt wird. Beim Erhitzen kann es schädliche Verbindungen in die Atmosphäre abgeben. Daher sollte die Entsorgung von PVC entsprechend sorgfältig erfolgen. Sehen wir uns nun an, ob PVC umweltfreundlich ist.
Ist PVC umweltfreundlich?
Nachdem wir erfahren haben, ob PVC biologisch abbaubar ist oder nicht, sollte klar sein, dass PVC nicht umweltfreundlich ist. Es ist ein Material, das in vielen Produkten verwendet wird. Es ist ein thermoplastischer Kunststoff, der fest, spröde, geruchlos und überwiegend weiß ist. PVC ist schwer aufzulösen, und dabei werden zahlreiche Schadstoffe freigesetzt. Mehrere Gesundheitsorganisationen sind sich einig, dass es sich um den schlimmsten Kunststoff überhaupt handelt. Er setzt in allen Phasen der Produktion und Entsorgung gefährliche Stoffe frei. PVC-Produkte behalten ihre Form über Jahrzehnte, und der Zerfall erfolgt lediglich durch Granulierung, d. h. die Fragmente werden immer kleiner. Diese Fragmente können von Tieren verzehrt werden, und der Kunststoff kann deren Verdauung behindern.
Dioxin und andere persistente Umweltschadstoffe (POPs), die sowohl kurz- und langfristige Gesundheitsrisiken, werden bei der Herstellung von PVC-Komponenten wie Vinylchloridmonomer in Boden, Wasser und Luft freigesetzt. Sie reichern sich in der Nahrungskette an, vor allem im Fettgewebe von Tieren, und sind weltweit in der Umwelt vorhanden. Bei der Verwendung von PVC-Produkten können gefährliche Verbindungen entstehen; beispielsweise können aus Bodenbelägen Weichmacher, sogenannte Phthalate, austreten.
Ist PVC umweltfreundlich?
Die Additive in PVC, wie Weichmacher und Stabilisatoren Metallbasierte PVC-Materialien sind eine der größten Sorgen, da sie in den Boden sickern und das Ökosystem dauerhaft negativ beeinflussen. Bei der Deponierung lösen sich schädliche Zusatzstoffe auf, wodurch wiederum Dioxin und Schwermetalle freigesetzt werden. Bei unbeabsichtigten Verbrennungen von PVC entstehen Dioxin und Chlorwasserstoffgas.
PVC ist rrecycelbar, aber nicht biologisch abbaubarDa PVC jedoch so schwer zu recyceln ist, wird nur sehr wenig davon in Recyclinganlagen gesammelt und verarbeitet. Vinylprodukte lassen sich kaum in ihre ursprünglichen Bestandteile zerlegen. PVC-Produkte bestehen aus vielen verschiedenen Rezepturen mit zahlreichen Zusatzstoffen und sind für das Recycling nur schwer zu trennen. Selbst recyceltes PVC verschärft das Problem gefährlicher Zusatzstoffe und verhindert das Recycling anderer Kunststoffe.
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Wie zersetzt sich PVC?
Nachdem wir erfahren haben, dass PVC im herkömmlichen Sinne nicht biologisch abbaubar ist, wollen wir uns nun ansehen, wie sich PVC zersetzt. Um PVC biologisch abzubauen, kann eine bestimmte Pilzart oder thermischer Abbau eingesetzt werden, der jedoch mehr als 450 Jahre dauert. Der stetige Rückgang hat eine einfache Ursache. Da diese Materialien in der Natur nicht vorkommen, gibt es dort keine Lebewesen, die sie effektiv oder auch nur teilweise abbauen können. Die Kunststoffe enthalten chemische Bindungen, die für Bakterien in der Natur unzugänglich oder unbekannt sind. Es gibt jedoch einige Verfahren, die versuchen, PVC zu zersetzen. Diese werden im Folgenden erläutert.
1. Dehydrochlorierung
PVC verschlechtert sich, wenn hohen Temperaturen, starken mechanischen Belastungen oder ultravioletter Strahlung ausgesetzt Bei der Verarbeitung, Lagerung und Verwendung in Gegenwart von Sauerstoff entsteht ein Prozess, der als Dehydrochlorierung bezeichnet wird. Dieser Prozess zersetzt das Polymer durch wiederholte Entfernung von Chlorwasserstoff (HCl). Dadurch entstehen lange Polyene, die zu Verfärbungen, einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften und einer Verringerung der chemischen Beständigkeit führen.
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2. Thermische Degradation
Wenn PVC extremen Temperaturen ausgesetzt wird, wie beispielsweise bei der Verbrennung oder unbeabsichtigten Bränden, kann es sich zersetzen. Hohe Temperaturen führen dazu, dass Polymerketten zerfallen, wobei giftige Gase wie Chlorwasserstoff (HCl) und andere chlorierte Chemikalien freigesetzt werden. Dies beantwortet auch die Frage, ob PVC biologisch abbaubar ist.
3. Chemischer Abbau
PVC kann durch einen chemischen Abbauprozess abgebaut werden. Der Abbau von Polymeren ist das Ergebnis zahlreicher Faktoren, darunter Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Sonneneinstrahlung. Werden Kunststoffe der Sonne ausgesetzt, verlieren sie durch Alterung allmählich ihre mechanischen und physikalischen Eigenschaften. Der Polymer Polyvinylchlorid ist aufgrund seiner hohen Witterungsempfindlichkeit nur eingeschränkt im Außenbereich einsetzbar. Veränderungen der mechanischen Eigenschaften und der Farbe sind hierfür die Hauptursachen.
4. Photooxidativer oder ultravioletter (UV) Abbau
PVC kann sich zersetzen, wenn längere Zeit dem Sonnenlicht oder Strahlung ausgesetzt. Durch UV-Strahlung können die chemischen Bindungen innerhalb der Polymerketten aufgebrochen werden. Dies führt zu Veränderungen der physikalischen Eigenschaften, Verfärbungen und Versprödung des Materials.
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5. Fotodegradation
Trotz einer großen Bandbreite an photooxidativen Empfindlichkeiten sind alle kommerziellen organischen Polymere verschlechtern sich in der Luft, wenn sie dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Typischerweise werden Bindungsspaltungsreaktionen und der daraus resultierende Verlust vorteilhafter physikalischer Eigenschaften und/oder Verfärbungen durch die Absorption von Wellenlängen im nahen Ultraviolett (UV) verursacht. PVC unterliegt bei Einwirkung von UV-Strahlung, Sauerstoff und Feuchtigkeit einer sehr schnellen Dehydrochlorierung und Peroxidation unter Bildung von Polyenen. Der Abbau führt zudem zu einer deutlichen Veränderung der mechanischen Eigenschaften des Polymers, die mit einem Abfall bzw. Anstieg des durchschnittlichen Molekulargewichts des Polymers infolge von Kettenspaltung bzw. Vernetzung einhergeht. Dies sollte erklären, warum PVC umweltfreundlich ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PVC zwar im herkömmlichen Sinne nicht biologisch abbaubar ist, aber durch Prozesse wie Dehydrochlorierung, thermischen Abbau, chemischen Abbau und Photoabbau zersetzt werden kann. Das Verständnis der Grenzen der PVC-Zersetzung und ihrer potenziellen Umweltauswirkungen kann Ihnen helfen, verantwortungsvoller zu handeln und nachhaltigere Materialentscheidungen zu treffen.
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