EoW March 2009

technischer artikel

2 PVC-Mischungen: ein Beitrag zur Verträglichkeit In den letzten Jahren besteht die Tendenz Gefahren für die Umwelt und die menschliche Gesundheit zu beseitigen. Die RoHS (EU-Richtlinie 2002/95) steht für „Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in elektrischen und elektronischen Geräten.” Diese Richtlinie verbietet die Einführung neuer elektrischer und elektronischer Geräte auf dem EU-Markt, deren Gehalt an Blei, Kadmium, Quecksilber, hexavalentem Chrom, polybromiertem Biphenyl (PBB) und polybromiertem Diphenylether (PBDE) Flammschutzmitteln die erlaubte Menge überschreiten. Das ist nur einer der Schritte, um zu einer Produktion zu kommen, die die Umwelt respektiert. Am 1. Juni 2007 trat die Verordnung EG 1907/2006 REACH (Registration Evaluation and Authorisation of Chemicals - Registrierung, Bewertung und Zulassung von Chemikalien) in Kraft, für ein erhöhtes Niveau an Schutz für die menschliche Gesundheit und die Atmosphäre. Eingeschlossen ist dabei die Förderung verschiedener Methoden um die Gefahren zu bewerten, die mit den Werkstoffen zusammenhängen, sowie der freie Verkehr von Werkstoffen im EU-Markt und gleichzeitig die Stärkung der Konkurrenzfähigkeit und der Innovation. Die Prioritäten des REACH sind: Registrierung von ca. 30.000 Werkstoffen • - die vor 1981 kommerzialisiert und hergestellt oder in einer Menge von 1 Tonne pro Jahr importiert wurden; was den Grundsatz OSOR „one substance, one registration“ (eine Substanz - eine Registrierung) definiert - und Umkehrung der Beweislast, die darin besteht, jene (Hersteller und Importeure), die Chemikalien in den Markt einführen, verantwortlich für das Verstehen und den Umgang der mit der Anwendung dieser Chemikalien zusammenhängenden Gefahren zu machen. Zulassung und Ersetzen gefährlicher • Werkstoffe, wobei gesichert werden muß, daß die Gefahren ausreichend geprüft werden und daß diese Materialien mit geeigneten Werkstoffen oder durch alternative Technologien ersetzt werden. Befolgung durch Hersteller, Importeure • und Benutzer. Beschränkungen bei speziellen • Anwendungen. Bereitstellung eines hohen Schutzgrads • für die menschliche Gesundheit und die Atmosphäre bei der Anwendung von Chemikalien. Kommunikation der Informationen und • Austausch der Angaben (Pflicht zur Vorregistrierung: wenn der Werkstoff nicht registriert wird, kann er nicht in den Markt eingeführt werden). Dank seiner Anpassungsfähigkeit bei den Anwendungen und seiner preislichen Wettbewerbsfähigkeit, bleibt PVC ein

Musterverbrauch unter Prüfbedingungen auszugleichen. Einer davon – als Rauchfaktor bekannt – wurde letztens mit Kalorimetern eingesetzt, die eine Modellrate der Wärmefreisetzung misst Letzterer vereinigt die zwei oben erwähnten Aspekte: Sichttrübung und Rate der Wärmefreisetzung. Der gängigste Modellversuch um den Rauch brennender Produkte zu messen, ist die traditionelle NBS-Rauchkammer im Vertikalmodus, gemäß ASTM E662. Wegen der hohen Anzahl an möglichen Parametern, die die Brand- und Rauchfortpflanzung beeinflussen, kann ein echtes Brandszenarium in der NBS-Kammer nicht simuliert werden. Dennoch kann eine Raucherzeugung verschiedener Formulierungen unter gleichen Grenzbedingungen eingeschätzt werden. Beim ASTM-Standard sind beide Messungen gefordert, sowohl eine ohne Flammen (wo das in vertikaler Position angeordnete Muster nur einer Wärmestrahlungsquelle ausgesetzt wird) wie auch eine mit Flammen (Flammen am Boden des Musters). Der sich daraus ergebende Rauch reduziert die Helligkeit eines Lichtstrahls, der die Kammer vertikal durchquert. Toxizität Schließlich wird die Feuergefahr, zumindest in gewissem Maße, auch mit der Toxizität des Rauchs selbst, in Zusammenhang gebracht. Der wesentlichste Grund dafür besteht darin, daß das wichtigste giftige Produkt bei jeglichem Brandfall Kohlenmonoxid (CO) ist, das alle organischen Materialien freigeben wenn sie brennen. Während der Verbrennung gibt PVC, im Vergleich zu anderen Materialien, mehr Salzsäure und weniger Kohlenmonoxid frei. Beide Gase sind zwar giftig, jedoch mit einem erheblichen Unterschied. Salzsäure wird umgehend gespürt und ist reizend, mit einem scharfen Geruch, der Menschen dazu bringt, den betroffenen Bereich zu verlassen. Außerdem setzt sich Salzsäure an den Wänden ab und verschwindet so schnell aus der gasförmigen Masse. Kohlenmonoxid ist dagegen geruch- und geschmacklos, und baut eine Konzentration auf, die ausreicht um Bewusstlosigkeit zu bewirken bevor man den Bereich verlassen kann. Gerade Kohlenmonoxid - und die durch die Verbrennung aller organischen Materialien sich entwickelnde Wärme und Rauch - ist die häufigste Ursache für Opfer im Brandfall: es ist als„schleichender Killer“ bekannt. In Bezug auf die Gefahr von Dioxinbildung (in der Regel in Korrelation zu der unkontrollierten Verbrennung chlorhaltiger Materialien stehend), ist aus Studien ersichtlich, daß die während eines Brands freigesetzte Menge sehr gering ist. Keine beträchtliche Erhöhung (die Niveaus liegen unter 0,1%) des allgemeinen Dioxinniveaus ist in der Atmosphäre vorhanden. Demzufolge besteht keine erhöhte Gefahr weder für den Menschen noch für die Atmosphäre im Falle eines Brands, an dem eine große Menge an PVC beteiligt ist.

nachgefragtes Material für die Bauindustrie sowie für medizinische Bauteile und Einrichtungen seit dessen umfangreicher Einführung Anfang der 50er Jahre. Infolge der aufsichtsrechtlichen Einschränkungen gefährlicher Substanzen wurden die Harzerzeugung und die Eigenschaften der Stabilisatoren in den letzen Jahrzehnten einer gewaltigen Änderung sowie Anstrengungen unterzogen, um das Material wieder verwertbar zu machen und die Anforderungen der Nachhaltigkeit zu erfüllen. PVC-Stabilisatoren wurden über einen langen Zeitraum sorgfältigen geprüft wobei man sich besonders mit Produkten beschäftigt hat, die Schwermetalle enthalten. Infolgedessen wurden viele Einschränkungen von der Industrie selbst bzw. durch behördliche Bestimmungen oder PVC-Benutzer festgelegt. Ein Beispiel der Anpassungsfähigkeit von PVC ist der Ersatz von Bleistabilisatoren mit anderen schwermetallfreien Systemen, wie Ba-Zn-, Ca-Zn- und Al/Mg/Ca/Zn-Stabilisatoren.

3 Zielsetzungen für die Entwicklung von FREC

(Flame Retardant EcoCompounds - flammwidrige Öko-Mischungen)

Das Ziel des Projekts von B & B Compounds war die Entwicklung einer neuen Auswahl an PVCflammwidrigenökologischenMischungen. Zahlreiche technologische Optionen stehen zur Verfügung umSchwermetall-Stabilisatoren und Sb 2 O 3 zu ersetzen. 3.1 Die Funktion der Stabilisatoren in PVC WennPVCbei hohenTemperaturenbehandelt wird, wird es durch Dehydrochlorierung, Kettenspaltung und Vernetzung von Makromolekülen abgebaut. Freier Chlorwas- serstoff (HCl) entwickelt sich und die Verfärbung des Harzes tritt zusammen mit wichtigen Änderungen in physikalischen und chemischen Eigenschaften auf. Das Freisetzen von HCl erfolgt durch die Beseitigung aus der Polymerkette; die Verfärbung ergibt sich aus der Bildung konjugierter Polyen-Sequenzen von 5 bis 30 Doppelbindungen (Primärreak- tionen). Die darauf folgenden Reaktionen der hoch reaktiven konjugierten Polyene verursachen die Vernetzung oder das Anhaften der Polymerkette, bilden Benzol und kondensierte und/oder alkalisierte Benzole in Entnahmemengen, abhängig von der Temperatur und des verfügbaren Sauerstoffs (Sekundärreaktionen). Der Abbau ist durch das Hinzufügen von Stabilisatoren zu prüfen. Der Wärmestabilisator hat die Dehydrochlorier- ungsreaktion zu verhindern, die der primäre Prozess beim Abbau ist.

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EuroWire – März 2009