MENS 76 PVC 1:opmaak · 4 wikkelde weg afgelegd. Treffende voor-beelden daarvan zijn de zogenaamde...

M i l i eu-Educat ie ,Natuur &Samenlev ing

MENS:een indringendeen educatievevisie op hetleefmilieu

Dossiers en rubriekendidactisch gewikten gewogen dooreminente specialisten

76 Jul-Aug-Sep 10 Driemaandelijks populairwetenschappelijk tijdschrift

Pvc:harmonie van duurzaamheid en design

Afgi

fteka

ntoo

r Leu

ven

1 - P

4090

29

MENS 76 PVC_1:opmaak 28-08-2010 17:29 Pagina 1

Beste lezer,

Mag ik je eerst en vooral proficiat wensen. Jazeker, je hebt opnieuw een editie van MENSvoor je liggen. Een boeiende, mooi geïllustreerde en vooral leerrijke editie die je opnieuwheel wat zal bijbrengen.

Jij bent ongetwijfeld één van die jongeren met een hart voor wetenschap, techniek entechnologische innovatie. Iemand die weet dat wetenschap bepalend zal zijn voor onzeleefstijl, voor de internationale verhoudingen, voor de samenleving. Je hebt het waar-schijnlijk zelf al gemerkt. We staan aan de vooravond van een technologische revolutie. Erkunnen nog honderden boeiende edities van MENS worden gevuld met nieuwe uitdagin-gen voor het milieu, de geneeskunde, de ruimtevaart en energie.

Die revolutie is ook cruciaal voor de weg die Vlaanderen zal inslaan. Tegen 2020 willenwe tot de top 5 van de Europese regio’s behoren. Dat is een zeer ambitieuze, maar ooknoodzakelijke doelstelling. We kunnen het ons niet veroorloven om achteraan in hetEuropese peloton te geraken. Daarom moeten we gebruik maken van alle troeven die wehebben: onze uitstekende ligging binnen Europa, onze kennis, onze bedrijven, en hetallerbelangrijkste: onze talenten. Ons onderwijs heeft een uitstekende reputatie. Vooral inwiskunde en wetenschappen scoren we traditiegetrouw hoog.

Binnen Vlaanderen in Actie hebben we al een aantal boeiende projecten uitgewerkt diejou vast en zeker ook zullen interesseren. Ik denk bijvoorbeeld aan het project VlaamseBaaien 2100, waar we een sterke toekomstgerichte en innovatieve langetermijnvisie ophet duurzaam kustbeheer hebben uitgewerkt. Onze Vlaamse kust is zonder meer eenideale plaats waar economische mogelijkheden, recreatie en natuur samengaan. Maartegelijk is de kustlijn ook kwetsbaar, met het risico op overstromingen. Statistisch gezienkan er eens om de 100 jaar een stormvloed optreden. Met het project Vlaamse Baaien,willen we de beveiliging van de kust verzekeren en tegelijk ook haar economische, toeris-tische en recreatieve functies verzekeren.

Een tweede project is Flanders’ Care, waar we investeren in een innovatieve gezondheids-zorg. Onderzoekers, ondernemers en de Vlaamse overheid werken actief samen om dietechnologische revolutie in de gezondheidszorg mee te maken. Ik denk maar aan stam-celtherapie, preventie van ziekten op basis van een genetische aanleg… Het verhogenvan de levenskwaliteit, vooral voor de toenemende groep ouderen, staat hierbij centraal.

We zullen die kennis ook internationaal op de markt brengen,ook naar de ontwikkelingslanden toe, zodat iedereen er betervan wordt.

Beste lezer, binnen 10 jaar sta jij ongetwijfeld een grote stapverder. Zal jij stilaan ook bij de groep van mensen horen diemee zullen richting geven aan Vlaanderen. We hopen dat jijdan ook zal pleiten voor kennis, voor innovatie, voor nieuwetoepassingen en strategieën. Dat jij ook jongeren zal warmmaken voor wetenschap. Want zonder de wetenschap, kunnenwij niet tot de top behoren. Dat staat vast. Kan ik ook op jourekenen?

Kris PeetersVlaams minister-president

MEN

S 76

2

I n h o u d

Vo o r w o o r d

© 2010 Bio-MENS - voor duiding van het copyright-concept, zie www.biomens.eu

MENS is een uitgave van Bio-MENS vzw.In het licht van het huidige maatschappijmodel ziet zij objectieve wetenschappelijke voorlichting als één van de basisdoelstellingen.

www.biomens.eu

Academische begeleiding:Prof. Dr. Roland Caubergs, Universiteit [email protected]

Hoofdredactie:Dr. Ing. Joeri Horvath, Universiteit [email protected]

Eindredactie:Jan T’Sas, Klasse

Kernredactie:Lic. Karel Bruggemans, VRTProf. Dr. Roland Caubergs, Universiteit AntwerpenDr. Guido François, Universiteit AntwerpenDr. Geert Potters, Universiteit AntwerpenLic. Liesbeth Hens, Ministerie van Onderwijs en VormingDr. Lieve Maeseele, Hogeschool GentLic. Els Grieten, Universiteit AntwerpenLic. Chris Thoen, middelbaar onderwijsDr. vet. Mark LauwerysDr. Sonja De Nollin, Universiteit Antwerpen

Abonnementen en info: Corry De BuysscherHerrystraat 8b, 2140 AntwerpenTel.: +32 (0)486 93 57 97 - Fax: +32 (0)3 309 95 [email protected]

Abonnement: 22 € op nr. 777-5921345-56

Educatief abonnement: 14 €of losse nummers: 4 €(mits vermelding instellingsnummer)

Communicatiecoördinator Bio-MENS:Kaat VervoortHerrystraat 8b, 2140 AntwerpenTel.: +32 (0)3 609 52 30 - Fax +32 (0)3 609 52 [email protected]

Algemene coördinatie:Dr. Sonja De NollinTel.: +32 (0)495 23 99 45e-mail: [email protected]

Illustraties:Mens, Wikipedia Commons, iStockphoto, Dreamstime, Google, PvcDesign, SolVin, Nitto, Federplast.be, Matus Prochaczka,Deceuninck, Designboom, Seaman Corporation, Hexis AMR racing team, Photobucket, De Morgen.

Verantwoordelijke uitgever: Prof. Dr. Roland Valcke, Universiteit HasseltReimenhof 30, 3530 Houthalen [email protected]

ISSN 0778-1547

Op zoek naar gepast materiaal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Kunststoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4De industriële bereiding van pvc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Additieven toevoegen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Composietmateriaal met pvc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Spuiten, kneden, persen en andere technieken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Waar is pvc goed voor? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Veiligheid voor mens en milieu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13En al dat afval? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Mooi en vindingrijk: design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

SolVin Lillo viert dit jaar 40 jaar bestaan en is fier de wetenschappelijke berichtgeving testeunen, zoals het tijdschrift MENS.

www.pvcinfo.be


Op zoek naar gepast materiaalIn de lente kunnen we vertederd worden door de aanblik vaneen merel met een takje in de bek: hij verzamelt materiaal omeen nestje te bouwen. Daar komen ook grassprietjes, droge wortelfragmenten, toefjes mos en spatjes modder bij te pas. Devogel, in dit geval vooral het merelwijfje, construeert een broed-kommetje door diverse onderdelen uit de natuur te combineren.

Bevers zijn bijzonder zeldzaam geworden in onze streken, maarwe weten dat ze uitzonderlijke dambouwers zijn. Met op maatgeknaagde takken, uit de aarde gerukte planten en losliggendestenen maken ze een dam in traag stromende riviertjes. Als hetwater daarachter hoog genoeg staat bouwen ze er hun burcht,de woonruimte waarin hun jongen een tijdje verborgen en ver-zorgd worden. Aan de binnenkant wordt de takkenconstructiedichtgemetseld met modder.

Op een of andere manier maken alle dieren gebruik van natuur-elementen om het voortbestaan van hun soort te vrijwaren.

Mensen doen dat ook, maar steunen hierbij vooral op het men-selijke vernuft, want, onze soort is in de loop van de evolutieheel wat instinct kwijtgeraakt. Onze behoeften zijn veelomvangrijker en gevarieerder dan die van dieren. Wij zijn vannature immers minder beschermd tegen de omgeving (wisse-lende temperaturen, vijandige organismen, specifieke voedsel-problemen…) en we streven onophoudelijk naar meer comfort.Het tekort aan instinct hebben we stilaan vervangen door tech-nologie. We zouden ook kunnen zeggen dat het restje instinctons ertoe aanzet om gebruik te maken van technologische ken-nis.

De mens maakt gebruik van plantaardige, dierlijke en mineralematerie om er nuttige ‘materialen’ van te maken. Van katoen-pluis maken we katoenvezels, van dierenhuiden maken we leder,uit ertsen halen we metalen. De omzetting van grondstof totbruikbaar product kan relatief eenvoudig zijn: marmer wordt in de juiste vorm gekapt, wol wordt geweven en gekleurd, diamant wordt tot specifieke vormen geslepen. Maar tussenbasismaterie en gebruiksmateriaal wordt vaak een lange en inge-

MEN

S 76

3

Dit nummer van Mens werd samengesteld en geschreven door Karel Bruggemansmet medewerking van Xavier van Kesteren: SolVin, Marina Goeyvaerts: SolVin, Jean-Marc Chamberland: SolVin

Petri Ven: Federplast.be, Geert Scheys: Federplast.be , Sabine Van Dael: Vlaams Kunststofcentrum

Pvc:harmonie van duurzaamheid en design

Een vogelnestje heeft verschillende opeenvolgen-de functies, nl. eitjes opvangen, het uitbroedenmogelijk maken, bescherming bieden aan dejongen.

Een bezige bever sleept op maat geknauwdeboomstronkjes aan voor een dam of een burcht.

Eén van de weinige overgebleven oerbossen, een stukje natuur waar de mens nooit heeftingegrepen.


MEN

S 76

4

wikkelde weg afgelegd. Treffende voor-beelden daarvan zijn de zogenaamdekunststoffen.

In dit dossier willen we je graag naderlaten kennismaken met kunststoffen endan vooral met de veel gebruikte en veel-zijdige variant: polyvinylchloride of pvc.

Kunststoffen In de chemie maakt men op historischegronden een onderscheid tussen organi-sche en anorganische stoffen. Organischestoffen zijn het resultaat van biologischeactiviteiten, bv. mierenzuur (in mieren enbrandnetels), alcohol (gevormd door gis-ting van suiker), azijnzuur (ontstaan doorbacteriële oxidatie van alcohol). Anorga-nische stoffen zijn mineralen of kunnenworden bereid uit mineralen. Ondertus-sen is evenwel gebleken dat hetonderscheid tussen organische stoffen en

anorganische stoffen niet fundamenteelis. Alle organische stoffen kunnen, alles-zins op laboratoriumschaal, wordengemaakt uit puur minerale materie. Eenstof die van nature alleen voorkomt inplanten of dieren, maar die door chemi-sche manipulaties is nagemaakt uitminerale bestanddelen, noemen we eennatuuridentieke kunststof.

We kunnen insuline, vitamine C of vanil-line halen uit resp. bloed, citroenen ofvanillevruchten, maar we kunnen ze ookin het laboratorium samenstellen. Menspreekt dan van kunststoffen of syntheti-sche stoffen, zelfs al verschillen ze in nietsvan de natuurproducten. Synthetischehormonen, vitaminen en smaakstoffenzijn daar voorbeelden van.

Daarom wordt de term kunststof meestalvoorbehouden voor polymeren die nietvan dierlijke of plantaardige herkomstzijn. Het zijn plastics.

Polymeren (van het Griekse ‘poly’ voorveel en ‘meros’ voor deel) zijn stoffen diebestaan uit lange moleculen (macromole-culen), opgebouwd door een aaneen-schakeling van een groot aantal eenvou-diger moleculen: monomeren. Eenpolymeer is samengesteld uit één of eenpaar verschillende soorten monomeren.Zetmeel, rubber, wol en haar zijn hoofd-zakelijk opgebouwd uit natuurlijke poly-meren. De celwand van planten bestaatvooral uit cellulose, het meest voorko-mende natuurlijke polymeer, waaruit weonder meer papier en karton maken.

We maken dus nog altijd gebruik vannatuurlijke polymeren, maar we gebrui-ken ook massaal kunstpolymeren. Dathebben we onder meer te danken aan deVlaming Leo Hendrik Baekeland die uit-week naar de Verenigde Staten en daarmet zijn uitvinding van ‘bakeliet’ de aftrapgaf voor een stormachtige groei van eennieuwe industrietak: de (kunst)polymeer-technologie. Niet toevallig heeft Bio-MENSde jongerenprijs voor innovaties opwetenschappelijk en technisch gebied denaam ‘De jonge Baekeland’ gegeven. (Zieook Dossier MENS 72: Jongeren durveninnoveren)

Bakeliet® is de eerste kunststof die op indus-triële schaal bereid werd en die nu nogaltijd wordt geproduceerd. Dit polymeer

Het verschil tussen ‘materie’, ‘stof’ en ‘materiaal’ Alles wat een massa heeft kunnen we materie noemen. Stoffen en mengsels vanstoffen zijn dus materie.

Chemie is de studie van stoffen, in het bijzonder de omzetting van stoffen in ande-re stoffen.

Niet met alle stoffen worden voorwerpen gemaakt. Heel wat stoffen zijn bij kamer-temperatuur vloeibaar of gasvormig. Dan kunnen er geen voorwerpen uit gemaaktworden. Maar vloeistoffen en gassen zijn ook materie, want ze hebben een massa.

Het begrip ‘stof’ is in de chemie beperkter dan in de dagelijkse omgangstaal. Hetslaat uitsluitend op zuivere stoffen, met name materie die beantwoordt aan éénchemische formule. Een mengsel is voor de chemie dus strikt genomen geen stof:lucht, aardolie, melk, klei, beton en bloed zijn wel stoffen in de omgangstaal maarniet in de chemie.

Ivoor, hoorn, hout, been, wol, katoen en papier hebben (oorspronkelijk althans)een biologische structuur waardoor ze niet als chemische ‘stof ’ beschouwd wor-den. Ze beantwoorden niet aan een eenduidige ‘formule’.

Materie waarmee voorwerpen kunnen gemaakt worden noemen we materialen.

Diamant Katoen IJzererts Marmer Leder

Leo Hendrik Baekeland

mierenzuur azijnzuurethanol citroenzuur


(een fenoplast omdat de moleculen zesringen bevatten zoals de stof ‘fenol’)ontstaat door reactie van grote aantallenmoleculen fenol en methanal (= formalde-hyde). Bij die reactie komen kleine molecu-len vrij, in dit geval ‘water’. We noemendie reactie daarom een polycondensatie.

Ondertussen is het aantal kunstpolymerenspectaculair toegenomen. Polyvinylchlori-de (pvc) neemt daarbij een prominenteplaats in. Zoals blijkt uit de naam is pvceen aaneenschakeling van vinylchloride-eenheden of –monomeren. De weten-schappelijke naam van vinylchloride ischlooretheen. Het is dus een alkeenderi-vaat. Door de aanwezigheid van eendubbele binding tussen twee koolstofato-men is een alkeen of een alkeenderivaat,geschikt om lange ketens te vormen,d.w.z. te polymeriseren. Een vinylmono-meer vertoont een grote reactiviteit doorde aanwezigheid van een dubbele bin-ding.

Een monomeer etheenderivaat (een vinyl-monomeer) kunnen we algemeen voor-stellen als YCH=CH2.

Het breken van bindingen en het ontstaanvan nieuwe bindingen, waardoor poly-vinylmoleculen uit vinylmonomeren ge-vormd worden, kunnen we als volgt voor-stellen.

In vinylchloride is Y=Cl.M

ENS

76

5

40000

35000

30000

25000

20000

15000

10000

50001500

6000

11400

17500

25000

34500

32000

2205001945 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

Enkele concrete voorbeelden van dergelijke polymeren:

Y in het vinylmonomeer formule naam

H (-CH2-CH2)n polyetheen (ook polyethyleen of polytheen genoemd)

Cl (-CH2-CHCl)n polyvinylchloride (pvc)

CH3 (-CH2-CH(CH3))n polypropeen (of polypropyleen)

C6H5 of “ “ (-CH2-CH(C6H5))n polystyreen

CN (-CH2-CHCN)n polyacrylonitril

Na polyetheen en polypropeen is pvc de meest gebruikte kunststof met een wereldwijde productievan ruim over de 30 miljoen ton per jaar.

Voorbeelden van het gebruik van pvc.

Pvc-tape voor elektrische isolatie Doorzichtige baxter en leidingen Experimeteel vliegtuig met zonne-energie

Algemeen schema van een polymerisatie

Wereldvraag naar pvc

Kortweg met n = polymerisatiegraad

jaartal

x100

0 to

n


MEN

S 76

6

De industriële bereidingvan pvcDe grondstoffen voor het maken van pvczijn van heel uiteenlopende aard. Ener-zijds heb je een minerale, anorganischeverbinding: natriumchloride of keuken-zout. Anderzijds heb je een mengsel vanorganische verbindingen, aardolie. Uitein-delijk komt meer dan de helft van de pvcmassa uit het zout. Van het wereldwijdeaardolie- en aardgasverbruik gaat slechtseen klein deel (ongeveer 4%) naar deproductie van plastics.

Hieronder beschrijven we bondig de ver-schillende stappen in het productie-proces van pvc. Je zult merken dat ernogal wat verbanden bestaan met anderenijverheidstakken.

Maak eens wat chloorgasIn het laboratorium heb je waarschijnlijkal chloorgas (dichloride) gemaakt dooreen chloride (bv. NaCl) te oxideren metmangaandioxide in aanwezigheid vaneen geconcentreerde zwavelzuuroplos-sing.

Op industriële schaal wordt dichloorbereid door elektrolyse van een oplossingvan keukenzout (pekel). Naast chloorgasontstaat daarbij ook metallisch natrium.

Bij het oplossen van natriumchloride, keu-kenzout, in water komen natrium- enchloride-ionen vrij door dissociatie:

NaCl → Na+ + Cl-

Onder invloed van een elektrische span-ning heeft een elektrolyse plaats:

Aan de anode (verbonden met de positie-ve pool van de stroombron):

2 Cl- → Cl2 (g) + 2 e-

Aan de kathode (verbonden met de nega-tieve pool van de stroombron):

2 Na+ + 2 e- → 2 Na

In de praktijk bestaan hiervoor drie tech-nieken.

Het kwikelektrolyseproces

De elektrolysecel bevat anoden uit titaanen op de bodem stroomt kwik. In de celwordt continu verzadigde pekel aange-voerd. Tussen anode en kathode wordteen spanning aangelegd van 4 tot 4,5 V.Er gaat dan een stroom van ongeveer250.000 A door de oplossing. Het (warmeen vochtige) chloorgas wordt opgevan-gen, afgekoeld en gedroogd, daarnanogmaals onder druk gekoeld tot het eenvloeistof geworden is en in tanks of viapijpleidingen getransporteerd kan worden.

Natrium vormt met kwik een amalgaamdat naar de ontledingscel wordt overge-bracht. Daar reageert natrium met watertot natriumhydroxide en waterstofgas:

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2

Deze methode levert zuivere eindproduc-ten.

Uit vrees voor eventuele bezoedeling doorkwikverbindingen heeft de industrie beslo-ten om het kwikprocedé op termijn tevervangen door alternatieve methoden.

Het diafragmaproces

In dit procedé wordt het chloorgasgescheiden gehouden van de natriumhy-droxide-oplossing door een diafragma uitasbestvezels of synthetisch materiaal. Aande kant van de kathode, een stalen net-werk, wordt een mengsel van natrium-hydroxide en keukenzout opgevangen.

Van grondstoffen tot pvc producten

Cl2

H2Hg

NaOH 50%

NaCl

+

Amalgaam

Water

Uitgeputte pekelVerzadigde pekel

PEKELBEREIDING

ELEKTROLYSECEL

ONTLEDINGSCEL

keukenzout NaCl

andere koolwaterstoffen

vinylchloride-monomeer

bedrijf

raffinage/kraken

koolwaterstofbron (aardolie of aardgas)

industriële technieken

natriumhydro-xide (NaOH)

vinylchloridemonomeer(gasvormig)

verwerkingsbedrijf (toevoeging additieven)

pvc bedrijf (polymerisatie)

pvc hars

pvc eindproduct

waterstofgas H2

chloorgas Cl2

elektrolysecel

etheen

stoom

57% 43%

elektriciteit

energie

stoffen


Het natriumhydroxide wordt dan gecon-centreerd en uit de pekel wordt opnieuwkristallijn zout gewonnen.

Aan de anode uit titaan komt chloorgasvrij.

Het grote voordeel van deze methode ishet lage energieverbruik. Toch wordt ditprocedé weinig toegepast.

Het membraanproces

Dit is een variant op het diafragmaproces.Tussen beide compartimenten wordt eenporeus membraan aangebracht datbestaat uit een polymeerskelet waaraan

ionenwisselaars zijn vastgehecht. Het ano-decompartiment wordt gevoed metpekel, het kathodegedeelte met gedemi-neraliseerd water.

Het bijproduct natriumhydroxide is in ditgeval heel zuiver.

Deze methode wordt veruit het meesttoegepast en neemt nog uitbreiding.

Bijproducten van de chloorbereiding

De bereiding van chloorgas is een eerste,belangrijke stap in het pvc productiepro-

ces, maar de elektrolyse levert dus ooknatriumhydroxide en waterstofgas. Ditzijn waardevolle nevenproducten.

Met natriumhydroxide worden papier-pulp, zeep en textielvezels gemaakt. Hetwordt in waterzuiveringsinstallaties ge-bruikt om zure oplossingen te neutralise-ren. NaOH is ook nuttig voor het reinigenvan flessen en tanks, het verwijderen vankleurstoffen bij recyclage van papier, hetwassen van rookgassen in thermischecentrales en de productie van aluminium.

Waterstofgas wordt gebruikt om plant-aardige olie te harden (tot margarine),voor de synthese van ammoniak, aniline,waterstofperoxide, om aardoliederivatenof plantaardige oliën te hydrogenerenenz. (Door hydrogenatie nemen molecu-len met meervoudige bindingen - onver-zadigde moleculen zoals bovengenoemdevinylderivaten - waterstofatomen op,zodat ze omgezet worden in verzadigdemoleculen. De oliezuren in plantaardigeolie bevatten meestal dubbele bindingen:ze zijn onverzadigd. Daardoor is olie vloei-baar in tegenstelling tot dierlijke vetten:deze laatste bevatten verzadigde molecu-len. Door het harden d.w.z. het hydro-generen van plantaardige olie, wordt eensmeerbaar mengsel verkregen: plantaardi-ge margarine.)

Voorbeeld van een verzadigd en eenonverzadigd vetzuur:

Verzadigd vetzuur: geen dubbele kool-stofbindingen (octadecaanzuur) in boter,runds- en varkensvet

Onverzadigd vetzuur: dubbele C=C bin-ding (Cis-9-octadeceenzuur)

Palmolie, olijfolie, arachideolie…

Aangezien waterstof zich bijzonder goedverbindt met zuurstof en daarbij heel wat

energie vrijkomt, is het een uitstekendmiddel om chemische energie om te zet-ten in elektriciteit.

Dat gebeurt door het gas te verbrandenen de gevormde warmte via turbines ofmotoren en generatoren om te zetten inelektriciteit. Bij een meer recente techniekkomt geen vuur te pas. In brandstofcellenwordt elektriciteit opgewekt door recht-streekse oxidatie van waterstof metzuurstofgas uit de lucht, met behulp vaneen katalysator.

Chloorgas zelf wordt niet alleen gebruiktvoor de productie van pvc. Er wordendiverse chloorderivaten uit gemaakt, zoals:

Waterstofchloride (HCl) is een gas datgoed oplost in water en dan zoutzuurgenoemd wordt. Die oplossing is erg bij-tend en wordt gebruikt om kalkaanslag teverwijderen, om basische oplossingen teneutraliseren en om harsen in ionenwisse-laars te regenereren.

Natriumhypochloriet (NaClO) is ont-smettend en blekend. Het is het actievebestanddeel van javelwater (bleekwater).

(Mono)chloormethaan (CH3Cl) is eengoed oplosmiddel voor organische stof-fen. Het is een vluchtige vloeistof. Ditmaakt ze geschikt voor de extractie vanorganische stoffen die zouden ontbindenbij hoge temperatuur.

Chloroform (trichloormethaan CHCl3)wordt al lang niet meer gebruikt als ver-dovingsmiddel bij chirurgische ingrepenmaar is een belangrijk oplosmiddel inindustriële bereidingen. Dit geldt voornog tal van andere organische chloorver-bindingen, die onder meer bij ‘droogkuis’gebruikt worden.

MEN

S 76

7

Cl2 H2

NaOH 12%Na+

+ –

Titaan anode

Verzadigde pekel

Asbest diafragma

Stalen kathode

+ uitgeputte pekel

Na+

Cl2 H2

NaOH 32%

+ –

Uitgeputte pekel

Gedemineraliseerdwater

Verzadigde pekel

Titaan anode Nikkel kathode

Poreus membraan

stearinezuur

oliezuur


MEN

S 76

8

Etheen bereidenHet organische luik van de pvc productievertrekt bij de winning van aardolie.

Een mengsel van koolwaterstoffen afkom-stig uit de destillatie van aardolie en meteen kookpunt tussen 30°C en 200°C (naf-ta’s) wordt in een stoomkraker (steamcracker) gemengd met stoom en gedu-rende een fractie van een secondeblootgesteld aan een hoge temperatuur(tot 875°C). Daardoor worden de koolwa-terstofmoleculen omgezet in kleineremoleculen, vaak met dubbele bindingen.Deze onverzadigde koolwaterstoffen wor-den van elkaar gescheiden door opeen-volgende destillaties. Etheen is hiervaneen van de eindproducten.

Dichloorethaan bereiden en krakentot vinylchlorideEtheen wordt op twee manieren omgezetin 1,2-dichloorethaan (EDC – naar deoude benaming ethyleendichloride).

Bij de directe chlorering worden chlooren etheen onder invloed van ijzertrichlori-de (katalysator) omgezet in EDC. Dit iseen exotherme reactie, d.w.z. dat daarbijenergie vrijkomt.

CH2=CH2 + Cl2→ ClCH2CH2Cl

EDC

Bij dit proces moet de waterdamp en deopgeloste katalysator uit het eindproductworden verwijderd.

Hedendaagse vinylchloridebedrijven ma-ken 1,2-dichloorethaan met gerecycleerdwaterstofchloride via het oxychlorinatie-proces (geen paniek: dit wijst er alleen opdat zowel zuurstof als een chloreermiddeltoegevoegd worden) met koperdichlorideals katalysator:

Dit is ook een exotherme reactie.

EDC

Nu moeten deze dichloorethaanmolecu-len nog in twee delen worden gesplitst.Het scheiden van moleculen in kleinereeenheden bij hoge temperatuur en druknoemt men ‘kraken’.

Het gezuiverde 1,2-dichloorethaan wordtthermisch gekraakt (bij 500°C en 1,5 tot3 MPa) tot vinylchloride, met HCl als bij-product. Er wordt gewerkt in een afge-sloten gecontroleerde omgeving zodatuiterste zorg kan worden besteed aan hetniet vrijkomen van vinylchloride in de luchtom arbeiders en milieu te beschermen.

Deze reactie is erg endotherm en wordtdus uitgevoerd bij hoge temperatuur,waardoor nogal wat nevenproducten ont-staan. De opbrengst is slechts 50 tot 60%.

ClCH2CH2Cl → CH2=CHCl + HCl

EDC VCM

Polymerisatie tot pvcWe hebben nu het gewenste monomeervinylchloride. Bij de volgende stap wordtdit in een reactorvat in een waterig milieuin suspensie gebracht en vervolgens totpvc gepolymeriseerd. Dit gebeurt bij rela-tief lage druk en temperatuur.

Na drogen en zeven is het zuivere pvceen wit, inert poeder. Afhankelijk van deeindbestemming van pvc moeten aan hetruwe materiaal nog verschillende additie-ven worden toegevoegd. Op zichzelf ishet polymeer pvc een zuivere stof. Ditbetekent dat ze bestaat uit een bepaaldesoort moleculen. Maar gebruiksklaar pvcis altijd een mengsel van het polymeermet verschillende concentraties aan bij-voorbeeld stabilisatoren, smeermiddelen,weekmakers, pigmenten, vlamvertragersen vulmiddelen. Vooral de stabilisatorenen de weekmakers bepalen de eigen-schappen van het eindproduct.

Additieven toevoegenStabilisatoren worden aan het pvc toe-gevoegd om afbraak onder invloed vanwarmte en licht (UV stralen) te voorko-men. Loodstabilisatoren, vooral loodsul-faat en loodfosfiet werden vroeger hetmeest gebruikt, vooral in buizen, profie-len en kabels. Aan loodhoudende plasticsis op zich geen risico verbonden bijgebruik omdat er geen lood uit vrij komt.Alleen bij de behandeling van de lood-zouten tijdens de productie en in de

WaterstoftechnologieStraks in Antwerpen: de megabrandstofcel

De maatschappij Solvay investeert meer dan 5 miljoen euro in de bouw van eenbrandstofcel die een vermogen zal hebben van ruim 1 megawatt. Door het nuttigegebruik van het nevenproduct ‘waterstof’ zal de energie-efficiëntie van de elektrolysevan keukenzout verhogen. De experimentele brandstofcel met polymeermembra-nen zal aantonen dat de brandstofceltechnologie kan worden opgeschaald tot eenpiekvermogen van 1,7 MW.

De polymeermembraan-brandstofcel bestaat uit een groot aantal opeenvolgendeeenheden van assemblages van membranen waarin uitwisseling van protonenmogelijk is.

Verwacht wordt dat de testeenheid van 1MW in Lillo (Antwerpen) een belangrijkebijdrage zal leveren tot de verdere ontwikkeling van de brandstoftechnologie.

Op bijgaand schema wordt de werking van een brandstofcel toegelicht.

Links: Diwaterstofmoleculen (H2) wor-den door een katalysator gesplitst inprotonen (H+) en elektronen (e-):

H2 → 2 H+ + 2 e-

Rechts: Dizuurstofmoleculen wordendoor een katalysator gebonden aanprotonen uit de cel en elektronen uithet extern circuit.:

O2 + 4 H+ + 4 e- → 2 H2O

Daarbij komt dus elektrische energievrij en water.

Het hierbij horende animatiefilmpje is te zien op www.sepuplhs.org/hytec

H- H- H- H-

H- H- H- H-

H-H2 H2

O2

H- H- H-

H- H- H- H-

O O O O O O O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

O

H2O

CH2=CH2 + 2 HCl + ½ O2 → ClCH2CH2Cl + H2O

proton-uitwisselings-membraam (PEM)


MEN

S 76

9

afvalfase bestaat een kans op blootstellingof verontreiniging. Daarom heeft de sector kunststoffen besloten om tegen2015 de loodhoudende stabilisatoren uitte faseren en niet meer te gebruiken.Sinds 2000 is het gebruik ervan al met60% verminderd. Om dezelfde redenworden cadmiumstabilisatoren niet meertoegevoegd aan pvc sinds 2001. Op basisvan een Europese risicoanalyse wordt ookhet gebruik van organische tinstabilisato-ren in bepaalde pvc producten beperkt.Calcium- en zinkverbindingen lijkengeschikt en minder risicodragend, maartechnische en economische redenen staande onmiddellijke en algemene vervangingvan loodstabilisatoren in de weg.

Weekmakers zijn nodig om soepele enveerkrachtige producten in kunststof te

vervaardigen. Het zijn relatief kleine mole-culen die zich tussen de polymeerketensvestigen en die enigszins van elkaar weg-duwen. Ze glijden daardoor gemakkelijkerover elkaar heen, wat voor meer soepel-heid zorgt. De weekmaker zorgt er dusvoor dat de kunststof bij kamertempera-tuur hetzelfde gedrag vertoont als bijlichte verwarming. Afhankelijk van heteindgebruik varieert de hoeveelheid toe-gevoegde weekmakers van 15% tot 60%van de massa.

Meer dan 90% van de gebruikte weekma-kers zijn ftalaten. De belangrijkste ftalatenzijn: diisodecylftalaat – DIDP-, en diisono-nylftalaat – DINP. Deze weekmakers zijnniet toxisch. Het gebruik van diethyl-hexylftalaat – DEHP – is sterk verminderdwegens zijn reprotoxische eigenschap-

pen. Andere weekmakers vertegenwoor-digen een klein deel van het gebruik: adi-paten, trimellitaten, citraten en organischefosfaatverbindingen. Een strenge wetge-ving bepaalt de toegestane typesweekmakers.

Lees meer over de wisselwerking tussenvoedsel en verpakkingsmateriaal, inzonder-heid over ftalaten, in MENS 56: Schoonverpakt, lekker gegeten.

Composietmateriaal met pvcAls twee of meer materialen op een ofandere manier met elkaar gecombineerdworden om een nieuw materiaal te ver-krijgen, spreekt men van composiet-materiaal. Pvc is heel geschikt om derge-lijke combinaties te realiseren.

Zo worden houtvezels met pvc gemengd,niet alleen om het uitzicht te veranderen,maar ook met het oog op specifiekeeigenschappen zoals weerbestendigheiden behandelbaarheid.

‘Twinson® ‘ is een nieuw composietmate-riaal uit hout en pvc, dat wordt gebruiktin terrasplanken en gevelpanelen. Dehoutvezels zijn gewonnen uit het zaag-afval van Europees loofhout. Dankzij degrote stijfheid van het materiaal kunnende wanddiktes van de profielen dunnerworden gemaakt. Dit materiaal hoeft

liter %

andere 3 2

grondstoffen voor kunststoffen (pvc<1%) 5 4

smeermiddelen 2 1

asfalt 3 2

bunkerbrandstof 6 3

cokes 8 5

gas 9 5

kerosine 21 12

diesel 25 15

benzine 85 50

Wat gebeurt er nu met zo een begeerd vat ruwe olie? Het overgrote deelgaat naar transport in alle vormen, verwarming en industrie. Het vat hier-boven is een “oil barrel”, dat zijn 42 US gallons. Omdat wij niet rekenenmet US gallons is er omgezet in liter, let op oliehandelaars gebruiken dieeenheid niet. Reken maar na, met de juiste fractie uit één vat rijd je 500 km

met een Ferrari, 80 km met een zware vrachtwagen, vlieg je 1 km met eenairbus (maar opstijgen, zal niet lukken) en verplaats je een containerschip15 meter. Minder dan 4% gaat naar de productie van kunststoffen, eenkwart hiervan naar pvc. Ook voor de kunststoffensector is het dus van hetgrootste belang dat met elke druppel olie zeer zuinig wordt omgesprongen.

Zelfklevende pvc-folies frissen tram op


MEN

S 76

10

bovendien niet verder te worden behan-deld om de duurzaamheid ervan tebehouden of te vergroten. Alle profielenkunnen, evenals zuiver pvc, na gebruik,als afval geheel worden vermalen tot deoorspronkelijke grondstof.

Met glasvezels versterkt hard pvc maaktde aanmaak van dunnere wanden ookmogelijk, en dat is goed voor de econo-mie en het milieu.

Dakgoten uit composieten weerstaan aanzuren, basen, zure regen en corrosievevloeistoffen.

De composiet heeft een kleine uitzettings-coëfficiënt zodat temperatuurswisselingende stevigheid niet bedreigen.

In de bouwsector worden ook metalenplaten gebruikt waarin pvc-lagen ver-werkt zijn. Deuren en ramen uit pvc enaluminium zijn erg populair.

Spuiten, kneden, persenen andere techniekenOm pvc-materiaal in bruikbare voorwer-pen om te zetten worden diversetechnieken gebruikt. Enkele voorbeelden:

ExtruderenDe extrusietechniek wordt hoofdzakelijkgebruikt voor de verwerking van hardepvc-toepassingen zoals buizen en pro-fielen voor ramen en deuren. Ook gegra-nuleerd compound-pvc (mengsel met degewenste additieven) wordt op diemanier gemaakt. De trechter wordtgevuld met het te extruderen pvc-meng-sel. Terwijl het mengsel door een schroefvan Archimedes wordt voortgestuwd,wordt het verhit tot een plastische massaen door een matrijs geleid. Het productwordt dan gekoeld en op maat gezaagd.

SpuitgietenMet de schroef van Archimedes wordt hetvloeibare pvc-mengsel rechtreeks in eenmatrijs gespoten. Zodra het product vol-doende afgekoeld is wordt het uit dematrijs gehaald.

KalanderenEen zachte massa pvc wordt door opeen-volgende, steeds dichter bij mekaarstaande verwarmde metalen cilindersgeperst. Het verkregen vel wordt dan tus-sen andere kalanders afgekoeld, op maatgesneden en opgerold.

Rotatiegieten (roto moulding)Poedervormige pvc-compound wordt ineen verwarmde matrijs gebracht. Door hiersnel mee te draaien hecht de pvc zich vastaan de binnenkant van de matrijs. Op diemanier vervaardigt men bijvoorbeelddashboardbekledingen

Blaasvormen van hard materiaal (blow moulding)Een gas wordt onder druk in de verwarm-de pvc geblazen. Dit zet uit en neemt devorm aan van de matrijs.

Folieblazen (blaasextrusie)Het materiaal wordt opgeblazen tot eenlange dunwandige ballon die daarna ver-sneden wordt.

Onderdompelen (Dipping)Het met pvc te overdekken voorwerpwordt ondergedompeld in een vloeibarepvc-compound en daarna gedroogd.

Extruderen Spuitgieten Kalanderen Rotatiegieten (roto moulding)

In België wordt meer dan 400.000 ton pvc hars geproduceerd, van grondstof tot hars, alsook grondstoffen voor nog eens evenveel pvc dat in buurlanden wordt geproduceerd. Een groot deel vande grondstoffen en de tussenproducten wordt verwerkt in de haven van Antwerpen, maar ook inTessenderlo en Jemeppe. Een van deze producenten met een serieuze poot in België is SolVin, eensamenwerking tussen Solvay (75%) en BASF (25%). SolVin is de derde grootste producent van pvc in de wereld, en heeft haar hoofdkwartier in Brussel. Het bedrijf geeft werk aan 1600 mensen.

Composiet vlonderplanken uit hout en kunst-stof


Waar is pvc goed voor?Pvc kan zacht of hard zijn, hitte- en weer-bestendig, slag- en krasvast. Het is brand-vertragend en – sinds de eerste commer-ciële productie in de jaren 30 van devorige eeuw – een van de meest grondigonderzochte en beproefde thermoplasti-sche stoffen.

Omdat pvc zoveel eigenschappen heeft,kan men er de meest uiteenlopende pro-ducten mee maken. Men kan pvc op zo’nmanier samenstellen dat het voldoet aande specifieke eisen van bijvoorbeeld degezondheidszorg, de verpakking van eet-waren, het transport van drinkwater, debouwsector, de autoconstructie. In elkvan deze gevallen zou men voor een pvc-variant die het best voldoet aan dekwaliteitseisen kunnen kiezen.

Pvc in het ziekenhuis en daarbuiten Pvc is van onschatbare waarde voor degezondheidszorg, en wel onder zeer uit-eenlopende gedaanten. Meer dan 25%van het medisch materiaal gemaakt uitkunststof, bestaat uit pvc.

De hoge transparantie van pvc-productenlaat het nauwkeurig volgen van een infuustoe, zowel in de infuushouder als in deleidingen. Luchtbellen of verstoppingenkunnen onmiddellijk worden opgemerkt,waardoor complicaties worden vermeden.

Omdat pvc een perfect gesloten systeemmogelijk maakt is het de ideale kunststofvoor de verpakking van bloed. Lekkendeleidingen zijn zo goed als uitgesloten. Dehoudbaarheid van pvc bloedzakjes ishoger dan deze in andere materialen. Dat

11

MEN

S 76

2

26%

26%8%

Buizen en fittingen

Flexibele film en folie

Coating

Kabels en bedrading

Harde profielen Film en folie

Flessen

Flexibele buizen en profielen Andere

Vloerbedekking

Schoeisel

4%

4%

5%

4%4%

2%8%

6%

SolVin-prijzen voor nieuwe toepassingen van pvc in degezondheidszorgElke drie jaar looft SolVin op internatio-naal niveau prijzen uit voor vernieuw-ingen in de aanmaak en de toepassingenvan pvc. Enkele voorbeelden van inge-zonden projecten tonen aan hoe grootde verscheidenheid en de inventiviteitop dit terrein is.

Een firma uit Noorwegen ontwikkeldeeen goedkope waterfilter waarmeegevaarlijke guinea-wormen uit het drink-water van Soedan en andere Afrikaanselanden kunnen worden geweerd.

In Duitsland kwam een kussen uit pvc opde markt om oudere mensen te helpenbij het verlaten van de badkuip. Na het

baden wordt dit kussen onder de per-soon gevuld met water zodat het kussenals een hefboom werkt.

Eveneens in Duitsland werd een metho-de op punt gesteld om blisterverpakkin-gen te maken die bestand zijn tegenvocht en lucht, die heel doorzichtig zijnen gemakkelijk hanteerbaar zowel bij hetverpakken van de pillen als bij hetgebruik.

De Fransen ontwikkelden een nieuweverpakkingsfolie voor voedsel die zowelstand houdt in de diepvriezer als in demicrogolfoven en die zo dun is dat erweinig grondstof voor vereist is (en erweinig restafval overblijft).

Een Italiaanse firma maakt buisjes voor chi-rurgische ingrepen in pvc materiaal datsoepel blijft na sterilisatie in autoclaven.

Blaasvormen van hardmateriaal (blow moulding)

Folieblazen (blaasextrusie)

Onderdompelen(Dipping)

Gebruik van pvc in Europa


MEN

S 76

12

komt door het gebruik van di-(2-ethyl-hexyl)-ftalaat (DEHP) als weekmaker (Zieook Dossier MENS 56: Schoon verpakt,lekker gegeten). Het is de enige kunststofdie de Europese farmacopee (het officiëlehandboek met voorschriften voor de ana-lyse van geneesmiddelen.) toestaat voorde verpakking van bloed. Bij bloedzakkenen steriele katheters is pvc voorlopig nogonvervangbaar. Bij levensreddende opera-ties zoals openhartchirurgie of debehandeling van baby’s, doet men eenberoep op pvc katheters en buisjes dieniet dichtknikken, waardoor de doorstro-ming is verzekerd.

Als medische producten in pvc kunnen weo.a. nog vermelden: blisterverpakkingen,chirurgische handschoenen, inhalatiemas-kers en verpakking van steriel materiaal.

De verpakking van eetwarenEen biefstuk, een klomp boter of een al ofniet gebraden kip neem je zomaar nietmee uit de winkel. Er hoort een verpak-

king bij. Eetwaren en drank wens je tetransporteren in aangepaste omhulsels.Daarvan verwacht je dat ze het voedselbeschermen tegen vreemde stoffen, voor-al giften of besmettinghaarden. Deverpakking zelf mag ook geen schadelijkestoffen afstaan aan de verpakte inhoud.Na een relatief lang contact tussen deingrediënten en de verpakking zoudenongewenste moleculen kunnen naar bin-nen migreren. De verpakking moet dusworden aangepast aan het voedsel.

Plastics zijn bij uitstek geschikt om die rol tevervullen. Het kunnen flessen zijn, potjes offolies. Meestal worden voor verpakkingenandere kunststoffen gebruikt, maar insommige gevallen is een variant van pvcde beste oplossing. Groenten en vlees zijnimmers langer houdbaar in pvc verpak-kingen. (Zie ook Dossier MENS 56:Schoon verpakt, lekker gegeten)

Waarom de loodgieter geen loodmeer gietHoe noem je de man of vrouw die gespe-cialiseerd is in het leggen van waterleidin-gen en het aansluiten van water op dekeukenapparatuur, het toilet, de badka-mer, de verwarmingsinstallatie enz.? Eenloodgieter! We staan er niet meer bij stil,maar lood gieten doet die vakman ofvrouw zelden of nooit. Ze gebruiken bui-zen en verbindingsstukken in anderemetalen (meestal koper) of in kunststof(vaak pvc).

De Oude Romeinen zijn begonnen methet transport van water in loden buizen.Maar na enkele eeuwen werd vastgestelddat ze zichzelf daarmee langzaam vergif-tigd hebben. In oude gebouwen treffenwe nu nog loden waterleidingsbuizenaan, maar dit is in nieuwbouw nu verbo-den wegens het risico op loodvergiftiging(saturnisme).

Voor sanitaire installaties heeft pvc eenaantal voordelen, het roest niet, is soepelte behandelen (bochten maken), is eenslechte warmtegeleider, is leverbaar indiverse kleuren…

Ook voor ondergrondse hoge druk water-leidingen maakt men gebruik van pvc.

Bouw Pvc wordt meestal gebruikt in duurzametoepassingen zoals vensterramen, riool-buizen, afvoerleidingen en -goten, vijver-folie, dakmembranen, vloerbedekkingenen isolatie van elektriciteitskabels en de algenoemde waterleidingen. Pvc-ramengaan zeker langer dan 40 jaar mee, riool-buizen zelfs 100 jaar. Buitenschrijnwerkvervangen gebeurt dan om esthetischeredenen, bijna nooit om technische rede-nen.

Meer dan de helft van het in Europageproduceerde pvc is bestemd voor de

bouwsector. Dat heeft te maken met deweerbestendigheid en thermische isolatievan pvc (en dus CO2 besparing). Het isbestand tegen chemische invloeden (cor-rosie) en is bovendien erg schokbestendigen slijtvast. Deze extreme duurzaamheiden een uitstekende prijs/kwaliteitverhou-ding maken van pvc dé kunststof voor debouwsector en voor aanverwante sectoren.

De auto en de plastic rat Pvc beschermt de onderkant van de autotegen steenslag en slijtage en maakt hetinterieur aantrekkelijker en comfortabeler.De schokabsorberende en brandwerendeeigenschappen verhogen de veiligheid.

Innovaties in de bouwsectorDe door SolVin bekroonde vernieuwin-gen op het terrein van de bouw in debrede zin, zijn zo verscheiden als talrijk.

Duraskin® is een pvc gecoate polyesterdie sterk vlamvertragend is (VerseidagIndutex GmbH)

Er zijn afvoersystemen voor regenwaterontworpen die duurzamer en gemak-kelijker op te hangen zijn dan dezinken en koperen dakgoten. Er zijnlichtgevende omhulsels van elektrischegeleiders gemaakt, die in geval vannood snel kunnen worden geïdentifi-ceerd, ook in de duisternis.

Er bestaan antislip vinylvloeren enafvoerpijpen waarin een vloeistof zogoed als geruisloos kan stromen. Wel-licht is er ook een grote toekomst voordakpannen met ingebouwde zonnecel-len. (Zie ook Dossier MENS 48: Nano-technologie)


Ook alledaagse producten bevatten pvc:bankkaarten, opblaasbaar speelgoed,tuinslangen en waterdichte afdekzeilen...Je vindt pvc terug in heel wat kantoor-,sport- en vrijetijdsartikelen. Er zijn zelfsschoenen, ook met hoge hakken, in pvc-uitvoering te koop. Ze zijn elegant,comfortabel en ‘droog’ (ze laten zweet-dampen door).

Waar veel slachtoffers van (natuur)ram-pen tegelijk snel onderdak moeten krijgen,kunnen eenvoudige tenten uit 100% pvchelpen.

Een interessante toepassing is de pvc -rat.Dat is een levensechte kunststofrat metafneembare paneeltjes, waaronder realis-tisch nagebootste organen, weefsels enbloedvaten zitten. Onderzoekers kunnener in totaal 25 operatietechnieken opoefenen, zodat veel minder levende die-ren nodig zijn. (Zie ook Dossier MENS 22:Wees goed jegens proefdieren en DossierMENS 50 Gelukkig dier, gelukkige mensen extra info op www.biomens.eu).

Veiligheid voor mens enmilieuSleutelwoorden in de hedendaagse indus-trie in het algemeen en in de kunststof-nij-verheid in het bijzonder, zijn ‘duur-zaamheid’ en ‘innovatie’. De inleider totdit dossier heeft daar al op gewezen. Deproductiemethoden worden afgestemdop de hedendaagse behoeften, maar zon-der een bedreiging te vormen voor deontwikkeling van de komende generaties.Dit betekent o.a. zuinig omgaan met

grondstoffen en met energie, geen (bij)pro-ducten verspreiden die schadelijk zijn voorde gezondheid van levende wezens ofvoor de instandhouding van het milieu enzorgvuldig waken over de afvalstoffen.(zieook Dossier MENS 67: Duurzaam metkunststoffen en Dossier MENS 70: Groenechemie). De pvc-industrie heeft met deEuropese Unie een eerste tienjarenplanvoor duurzaamheid afgesproken (opwww.biomens.eu is onder info eenexcerpt uit Vinyl 2010 te vinden). Een ver-lenging van dit tienjarenplan is al zo goedals zeker. De sector wacht niet op dwin-gende wetten, maar zorgt zelf voor eeninnovatieve aanpak en gaat vrijwillig ver-bintenissen in die zin aan.

ProductveiligheidIn 1974 ontdekte men dat het dagelijksen jarenlang inademen van een hogedosis vinylchloride (VC) een zeldzamevorm van leverkanker kan veroorzaken.Daarop grepen wetenschap, overheid enindustrie in. De blootstellingslimiet werddrastisch verlaagd van 500 ppm tot eengemiddelde concentratie van 3 ppm opjaarbasis. Nu gebeurt de polymerisatie vanVC in een gesloten circuit. Sindsdien zijn ergeen problemen meer van die aard.

Op het risico van stabilisatoren en week-makers wezen we al eerder. Voor degebruikers van pvc met stabilisatoren uitzware metalen zoals lood en cadmium iser geen beduidend gevaar, maar hetmilieu kan wel worden besmet tijdens deproductie- en afvalfase. Specifieke preven-tie- en beschermingsmaatregelen moetendat verhinderen. Er wordt ook steeds meergewerkt met andere stabilisatoren, zoalsdie met calcium of zink

Het gebruik van een aantal laagmoleculai-re ftalaten als weekmakers is verboden inbepaald speelgoed en in artikelen voorkinderverzorging die bedoeld zijn om inde mond te worden gestopt.

TransportveiligheidHet transport van VC heeft dezelfde risi-cograad als dat van andere ontvlambarestoffen zoals propaan, butaan of LPG. In1996 gebeurde in Oost-Duitsland hetzwaarste treinongeval in veertig jaar. Deblootstelling aan VC die zich daarbijvoordeed had, voor zover bekend, geenlangetermijngevolgen. Het ongeval wasoverigens vermoedelijk te wijten aandefecte sporen en niet aan de wagons ofaan het VC.

Gezondheid en verpakking Voor de verpakking van eetwaren endranken gelden in België heel strikte nor-men die ruim aan de Europese normenvoldoen. Vooral de beveiliging van hetovergaan van stoffen uit de verpakkingnaar de inhoud (migratie) is bijzonderstreng gereglementeerd. (Zie ook DossierMENS 56: Schoon verpakt, lekker gege-ten)

En al dat afval?We hebben er al op gewezen dat aan hetproduceren van nieuwe materialen of hetveranderen van procedés, een fase voor-afgaat waarin men onderzoekt welk afvalzal veroorzaakt worden door de productieen na gebruik, en hoe men daarmeeomspringt. Aan pvc is op dit gebied veelaandacht besteed. (op www.biomens.euis onder info een extra box met Levens-CyclusAnalyse, LCA te vinden)

Vanaf de jaren zestig van de vorige eeuwheeft pvc een aanzienlijk marktaandeelverworven. Gezien de gemiddelde levens-duur van het (toenmalige) pvc (ongeveerdertig jaar) begint de hoeveelheid afvalervan nu in belangrijke mate toe tenemen. Die hoeveelheid bedraagt wellichtmeer dan een miljoen ton. Dit afval ismeestal afkomstig van bouw- of afbraak-werken, wat minder van stedelijk afval uithuishoudelijk gebruik, en dan in nog min-dere mate van commerciële of industriëleactiviteiten, verpakkingen, afgedanktevoertuigen en elektrische of elektronischeapparaten. Daarvan wordt nu al ongeveer20% gerecycleerd. Dit percentage neemtvoortdurend toe, onder meer omdat deeconomie dit vereist.

Mechanisch recyclerenBij mechanische recyclage wordt pvc-afvalalleen mechanisch behandeld, vooral

MEN

S 76

13


MEN

S 76

14

2

door shredding (verkleining), zeven enmalen. Het poedervormige eindproductkan opnieuw in circulatie worden ge-bracht. ‘Hoogwaardig’ gerecycleerd pvckan een tweede leven krijgen waarvan dekwaliteit vergelijkbaar is met die van heteerste gebruik. We denken daarbij aanbuizen, profielen en vloerbedekking.

‘Laagwaardige’ recyclingproducten vangemengde afvalfracties kunnen alleen ver-werkt met ander materiaal hergebruiktworden (down-cycling).

Er bestaan methodes om composietmate-rialen die pvc bevatten selectief teontbinden. Pvc en de andere componen-ten kunnen dan opnieuw worden gebruikt.

Chemisch recyclerenEr werden enkele procedés op punt ge-steld om de polymeermoleculen opnieuwaf te breken tot kleinere moleculen. Ditzijn ofwel monomeren die als zodanigkunnen dienen om nieuwe polymeren temaken ofwel andere stoffen die elderskunnen worden gebruikt in de chemischebasisindustrie. Daarnaast komen de chloor-atomen die aan de molecuulketensgebonden zijn vrij als waterstofchloride.Dit kan na zuivering opnieuw wordengebruikt of onmiddellijk worden geneutra-liseerd en omgezet in nuttige chloorde-rivaten. Om economische redenen wordtdit nog niet op grote schaal toegepast.

Ook de weekmakers worden bij chemischerecyclage omgezet in nuttig basismateriaal.

Stabilisatoren met zware metalen eindi-gen als vast residu dat moet gestortworden op gecontroleerde sites.

VerbrandenAls hergebruik en recyclage echt nietmogelijk zijn is ‘meeverbranding’ eenmanier om pvc na gebruik toch nog nut-tig aan te wenden. Zo wordt gemengdkunststofafval bij de productie van ruwijzer in hoogovens gebruikt als middel om

het erts te reduceren. Ook in cement-ovens kan kunststofafval als brandstofdienen om een deel van de steenkool ofhet gas te vervangen. In beide gevallen isde ontwikkeling van waterstofchlorideeen beperkende factor.

Minder dan 1% van het totale afval dat inde Europese Gemeenschap verbrandwordt voor warmterecuperatie, bestaatuit pvc. Alle zure gassen die bij verbran-ding van vast stedelijk afval ontstaan(HCl, zwaveloxiden) moeten wordengeneutraliseerd vóór het resterende gas inde atmosfeer geloosd wordt. Dit gebeurt

hoofdzakelijk door het injecteren van droge of natte kalk. In enkele gevallenrecupereert men dan nog het hierbijgevormde calciumchloride. Calciumsul-faat wordt als gips gestort.

In de ‘Neutrec®’technologie spuit mendroog natriumwatersofcarbonaat in derookgassen.

Bij de verbranding van chloorhoudend-afval kunnen er ook dioxines ontstaan.Dioxines is een verzamelnaam van eengroep van 210 stoffen ( die behoren tot dedibenzoparadioxines en dibenzofuranen)

Het FISCH-platformDe IWT-haalbaarheidsstudie ‘FISCH’, onder leiding van Essenscia Vlaanderen en metmedewerking van 185 organisaties actief in de Vlaamse chemiegebruikende industrie(chemiebedrijven, chemieprofessoren, kenniscentra, overheidsinstellingen en mid-denveldorganisaties) heeft aangetoond dat een strategisch platform voor duurzamechemie in Vlaanderen zowel zinvol als technisch-economisch haalbaar is. Het busi-nessplan voor dit FISCH platform werd in februari 2010 aan IWT en de Vlaamseregering overhandigd. Het IWT is een Vlaams agentschap voor Innovatie doorWetenschap en Technologie

FISCH staat voor ‘Flanders strategic Initiative for Sustainable Chemistry’. Het is eenstrategisch initiatief voor duurzame chemie, een forum waar kleine, middelgroteen grote bedrijven uit alle Vlaamse industriesectoren door “open samenwerking”(zowel in het vlak van programma’s, projecten als installaties) uitsluitend de duur-zaamste chemieoplossingen realiseren die een positieve bijdrage leveren tot dehuidige en toekomstige maatschappelijke uitdagingen. FISCH zal het eerste (che-mie)kenniscentrum in Europa zijn dat ‘duurzaamheid’ als enige criteriumhanteert/meet voor het beoordelen en realiseren van zijn projecten

Het ‘Vinyloop®-procedé’: composietmaterialen recyclerenNa het strippen van oude elektrische kabels met pvc-mantel kan de pvc-fractie (metsporen koper of andere bezoedelingen) door middel van het Vinyloop®-procedébehandeld worden. Ook pvc-vezelcomposietmaterialen, zoals textiel, kunnen op dezemanier worden behandeld. Het Vinyloop®-procedé maakt gebruik van de oplosbaar-heid van pvc in bepaalde solventen. Na een voorbehandeling wordt het afval selectiefopgelost in een solvent. De niet oplosbare fractie wordt afgescheiden en het oplosbarepvc neergeslagen. Het gebruikte solvent wordt herwonnen en opnieuw gebruikt.

stoom

oplossen

vermalen van pvc-afval

terugwinnen van solventen

centrifuge

lucht

andere materialenvoor recyclage

gerecycleerde pvc

scheiden vanmaterialen

centrifuge


MEN

S 76

15

Verschillende studies hebben echter aan-getoond dat er geen directe correlatie istussen het aandeel pvc in het afval en deemissie van dioxines. Het temperatuurs-verloop en de verblijftijd van de gassen inde verbrandingoven zijn bepalende facto-ren voor het al of niet vrijkomen vandioxines. Bij een optimaal proces zal deuitstoot van dioxines onder de luchtemis-sienormen blijven.

Ftalaatweekmakers worden bij de ver-branding vernietigd, ze worden omgezetin ongevaarlijke moleculen.

StortenHet storten is wettelijk verboden. Voor hetniet bio-afbreekbaar pvc zijn er geenovertuigende bewijzen van natuurlijke

degradatie van het polymeer. Dat bete-kent dat het eeuwig kan gestockeerdblijven in de bodem, zonder chemischeschade aan het milieu te berokkenen.

Het verlies van ftalaten kan bijdragen totde gasemissies in stortplaatsen. De migra-tie van stabilisatoren uit het pvc is uiterstgering. Zware metalen in stortplaatsenkunnen door infiltratie de bodem vergifti-gen. Daar wordt dus streng op toegezien.Dat kunststoffen een nefaste impact heb-ben op de oceanen begint ondertussenduidelijk te worden (zie volgende MENS,nummer 77). Dit kunststofafval komthoofdzakelijk van verpakkingen en vanvissersgerief. Hoewel hierover nog onder-zoek moet gebeuren, is het aandeel vanpvc waarschijnlijk beperkt: meestal ge-bruikt men hiervoor andere kunststoffen.

Mooi en vindingrijk: designDuurzaamheid en innovatie, onze tweesleutelwoorden, veronderstellen ook eenhoge graad van vindingrijkheid bij weten-schappers, technici, ontwerpers eninvesteerders. De technische revolutiewaarvan sprake in het woord vooraf zalworden gedragen door de inspiratie vanhedendaagse jeugd. En daarbij bestaan

geen landsgrenzen: iedereen gaat deinternationale toer op.

De grenzeloosheid van de mogelijkhedenkunnen we hier slechts illustreren metenkele voorbeelden van geslaagd design.

Voor de decoratie van huizen en tuinenbiedt pvc een brede waaier van mogelijk-heden. De weerbestendigheid van hetmateriaal is daarbij een belangrijk element.

Voor renovaties grijpt men vaak naarkunststoffen om het hout of de stenen tevervangen, omdat ze soepeler hanteer-baar zijn en goedkoop. Vaak zijn dealternatieven uit kunststof met het oogniet te onderscheiden van het originele.

De merel en de bever uit ons inleidendverhaal bouwen generaties lang volgenshetzelfde instinctieve stramien. Wij moe-ten het hebben van vindingrijkheid. Nietalleen in de bouwsector, maar op alledomeinen van onze samenleving. Pvcbiedt nagenoeg oneindig veel mogelijkhe-den tot innovatie. De SolVin award is eeninnovatiewedstrijd die de ongebreideldecreatieve mogelijkheden met pvc nog ver-der wil stimuleren. Projecten met “vorm-bare” vazen (Herba-plastic, 2001), gerecy-cleerde geluidsisolerende platen (Loncar,2007), rotaneffecten (Enitor, 2001),scheidsrechterfluitjes (Plastico Rototech),zachte opblaasbare paraplu’s (MarioScheichenbauer), binnenhuisboemerangsvoor kinderen (Boomergy, …) en nogvelen meer passeerden de revue.

De vele illustraties in dit nummer zijngetuige van het potentieel dat pvc ont-werpers te bieden heeft.

Belangrijkste InformatiebronnenThe SolVin Award for PVC Innovation 2001,2004, 2007.Duurzaam bouwen – Fedichem 2005Groenboek, pvc en het milieu – Commissievan de Europese Gemeenschappen -2000Witboek van chloor 3de editie (CD) Belgochloor www.fisch-essenscia.beMilieuanalyses pvc ten behoeve van prioritairestromen ketengericht afvalbeleid, IVAM researchand consultancy on sustainability, 2010, opwww.biomens.eu is onder info dit documentte vinden.

Biobased pvcDe kunststoffensector is druk bezig metde implementatie van duurzame ont-wikkeling. Er worden inspanningengeleverd in het productieproces om demilieu-impact en energie-efficiëntecontinu te optimaliseren. Er wordtgewerkt aan materialen, zoals isolatie-platen in de bouw, die ongeëvenaardekwaliteiten hebben en op die maniermilieuvriendelijk toepassingen mogelijkmaken. Er worden ook stappen gezetom de afhankelijkheid van kunststoffenvan aardolie te verminderen. Een voor-beeld is bio-ethanol PVC, waarbij menin het productieproces vertrekt bio-ethanol die gekraakt wordt tot etheen.Vervolgens wordt de normale routegevolgd. Een productie-eenheid staatop stapel in Zuid-Amerika. De bronvoor de bio-ethanol kan verschillen,gaande van suikerriet tot algen.

Een zonet verschenen rapport van IVAMover de milieuanalyse van pvc geeft alsbelangrijkste conclusie dat pvc in veletoepassingen een duurzaam karakterheeft mits recyclage in rekening wordtgenomen. Bovendien wordt aange-toond dat vervanging van pvc doorandere materialen, die als duurzaamgepercipieerd worden zoals hout, nietnoodzakelijk een milieuwinst betekenen.

Zetels uit pvc die het uitzicht van gewevenrotan hebben.

De modeleerbarevaas, een innovatie-project uit de SolVinaward. Bij de aankoopplat en na vullen metheet water in elkevorm te kneden, naareigen inspiratie.Behandeling met koudwater resulteert in eenpermanente vorm.

Modern beelhouwwerk in pvc van Anish Kapoorin het Tate modern museum, Londen.

Pvc geeft de nieuwste wagens een matuiterlijk.

Zonder pvc geen droge tunnels, een pvc foliebeschermt het beton.


34 Genetisch volmaakt?35 Pseudo-hormonen vruchtbaarheid36 Duurzame Ontwikkeling37 Allergie in opmars!38 Vrouwen in de wetenschap39 Gelabeld vlees, veilig vlees!?40 Een tweede leven voor kunststoffen41 Stressssss42 Voedselveiligheid, een complex verhaal43 Het klimaat in de knoei44 Voorbij de grenzen van het ZIEN45 Biodiversiteit, de mens als onruststoker46 Biomassa, de groene energie47 Het voedsel van de goden chocolade48 Nanotechnologie49 Zuiver water, een mensenrecht?50 Dierenwelzijn als werkwoord51 De waarheid over varkensvlees52 Het ontstaan van de mens - deel 153 Het ontstaan van de mens - deel 254 Biologische oorlogsvoering in en om

ons lichaam

55 Muizenissen en knaagzangen56 Schoon verpakt, lekker gegeten57 Brein58 Illusies te koop 59 Je sigaret of je leven60 Luchtvervuiling61 Griep, een doder op de loer?62 Vaccinatie, reddingslijn of dwaallicht?63 Boordevol energie64 Een graadje warmer. Quo vadis, Aarde?65 Energie in het zonnetje66 ADHD, als chaos overheerst67 Duurzaam... met kunststoffen68 Aspecten van evolutie69 Seksueel overdraagbare aandoeningen70 Groene Chemie71 Invasieve soorten72 Jongeren durven innoveren73 Op weg naar Mars74 Waarheen leidt het spoor?75 Als het bloed niet meer stroomt

Dossier op komst: 77

Mariene biodiversiteit

Dossiers nrs 1 - 75 nog verkrijgbaar zolang de voorraad strekt,zie www.biomens.eu

Humaniora Voorzienigheid Diest winttweede ‘De Jonge Baekeland’Op vrijdag 30 april vond de tweede editie van De Jonge Baeke-land plaats. De zes laureaten stelden hun werk rond “innovatiesom te overleven” voor in het Vlaams Parlement.

Met een knappe presentatie en overtuigende argumenten inhet debat sleepten Tatjana Geukens, Sebastiaan Maes en BramVan Meldert van Humaniora Voorzienigheid Diest de hoofdprijsin de wacht! Die prijs was niet minder dan 5000 euro, geschon-ken door de Nationale Loterij.

Bio-MENS dankt alle enthousiaste deelnemers en sponsors diede organisatie van deze De Jonge Baekeland mogelijk maakten.

DE JONGEBAEKELAND

O•D

EVIE

03

322

08 6

0

ConceptDe vrachtwagen doorkruist het heleland volgens een strakke planningen ontpopt zich tot een leuk labora-torium voor een hele klas.De jongeren kunnen er 90 minutenlang echte experimenten uitvoeren.In groepjes van 2 of 3 kunnen zeobserveren, experimenteren enafleiden; in biologie, chemie, fysicaof technologie.Met een gezamenlijke eindactiviteitwordt het bezoek aan de vrachtwa-gen voltooid.DoelHet project XperiLAB.be wil jonge-ren warm maken voor wetenschap.

Daar is een persoonlijke, actieveaanpak voor nodig, want doen isbegrijpen!Daarenboven biedt XperiLAB.be degelegenheid aan leerkrachten ommiddelen te gebruiken waarover zein de klas vaak niet beschikken.DoelpubliekVoor leerlingen, vóór ze hun studie-keuze maken (10 tot 14 jaar).XperiLAB.be werd ontworpen voorkinderen in de twee laatste jarenlager en de twee eerste jaren secun-dair onderwijs.De werkingsbasis is een klas of eenlesgroep (maximaal 27 leerlingen).De activiteit duurt 90 minuten.

XperiLAB.be kan voor beurzen, ker-missen, evenementen, tentoonstel-lingen enz. worden aangepast naareen versie voor het “grote publiek”.PrincipeDe leerkracht vergezelt de klas tij-dens het hele proces. XperiLAB.begebruikt verschillende methodes omwetenschappen bevattelijk te ma-ken, die perfect binnen de gevolgdegroepsdidactiek passen.Zoals bij elke vorming wordt deervaring in de vrachtwagen van Xpe-riLAB.be voorbereid (voordien), be-leefd (tijdens) en verwerkt (nadien).Daarom heeft het Museum een vol-ledig, gratis te downloaden dossiersamengesteld.

Dat dossier is een belangrijk onder-deel van het werk dat de leerkrachtmet de klas doet; zonder dit dossierzou XperiLAB.be immers een snelvergeten uitstapje zijn.ReservatiesReserveren gebeurt online opwww.xperilab.beContactAnimator van XperiLAB.be (NL):Saartje LINDERSTel. 02 627 42 [email protected]

Voor jongeren tussen 10 en 14 jaarEen didactisch middel dat het land doorkruist

JongerenprijS 2010JongerenprijS 2010


MENS 76 PVC 1:opmaak · 4 wikkelde weg afgelegd. Treffende voor-beelden daarvan zijn de zogenaamde...

Documents

Transcript of MENS 76 PVC 1:opmaak · 4 wikkelde weg afgelegd. Treffende voor-beelden daarvan zijn de zogenaamde...