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Che cos’è il cloruro di polivinile (PVC)?

Il PVC è cloruro di polivinile. Questa è una plastica che ha la seguente formula chimica: CH2 = CHCl (vedi foto a destra).

La plastica copre un’ampia gamma di prodotti di polimerizzazione sintetici o semisintetici (cioè molecole “organiche” a base di carbonio a catena lunga) il cui nome si riferisce al fatto che allo stato semi-liquido sono malleabili o hanno la proprietà della plasticità.
Il PVC è un materiale termoplastico.
I materiali termoplastici sono quelli che possono essere fusi ancora e ancora. Questi materiali possono essere riscaldati ad una certa temperatura e si induriscono di nuovo mentre si raffreddano.

Dopo la prima guerra mondiale, ci fu un boom di nuove forme di plastica a causa dei miglioramenti nel settore della tecnologia chimica, tra cui “polistirene (PS)” e “cloruro di polivinile (PVC)”, sviluppato dalla società I. G. Farben della Germania.

Al giorno d’oggi, il PVC è comunemente usato nel settore delle costruzioni, ad esempio in infissi e persiane, cablaggio e rivestimento di tubi, ecc.. Il vinile è anche usato nei dischi grammofonici, ed è per questo che usiamo il termine dischi in vinile per riferirsi a loro. Il PVC può essere utilizzato per tonnellate di altre applicazioni da articoli industriali e ampiamente utilizzati nel settore sanitario, per pezzi di ricambio per auto, fabbrica di giocattoli,imballaggi alimentari, raingear, ecc. (Questo è descritto di seguito).

Il PVC può essere trasparente o colorato, rigido o flessibile, a seconda dei composti aggiunti e dell’applicazione finale che deve essere raggiunta; Ad esempio esistono diversi gradi di PVC come costa o film di soffiaggio, alto impatto, grado di fili e cavi, termoformatura, stampaggio a iniezione, stampaggio rotazionale, ecc.

Come viene prodotto

Le materie prime di base per il PVC sono derivate dal sale e dall’olio.
Il cloro è prodotto dall’elettrolisi del cloruro di sodio, sale.
Ecco perché i primi impianti di produzione di PVC erano situati vicino a fonti naturali di sale.

L’elettrolisi dell’acqua salata produce cloro. Il cloro viene quindi combinato con l’etilene che è stato ottenuto dall’olio. L’elemento risultante è il dicloruro di etilene, che viene convertito a temperature molto elevate in monomero di cloruro di vinile. Queste molecole di monomero sono polimerizzate formando resina di cloruro di polivinile.

Ad esempio il PVC rigido come quello che viene utilizzato nei telai delle finestre è normalmente PVCU (“unplasticized”). D’altra parte il PVC flessibile si ottiene aggiungendo plastificanti come gli ftalati.

Inoltre, il poli-cloroetene puro è instabile se esposto alla luce visibile o ai raggi UV. Per modificare questo svantaggio e renderlo adatto a diverse applicazioni vengono aggiunti antiossidanti. Alcuni altri additivi comprendono:

Caratteristiche di Cloruro di Polivinile Queste sono alcune delle caratteristiche che rende PVC appropriato per diverse applicazioni:

– tenacia, forza.
– Facilità di miscelazione, facilità di lavorazione
– Proprietà ignifughe e antincendio
Ad esempio il PVC è difficile da accendere e in assenza di una potente fiamma esterna non continuerà a bruciare. Ciò è dovuto al suo composto di cloro. Questo lo rende un materiale di costruzione e cavo ideale.

– È compatibile con altri additivi che possono fornire PVC trasparente o colorato, rigido o flessibile, ecc..
– Eccellenti proprietà di isolamento elettrico. Questo lo rende ideale per essere utilizzato in cavi.
– Resistenza agli urti e resistenza alle intemperie (es. non corrode e molto durevole), adatta ad essere utilizzata come materiale da costruzione
– Resistenza ai grassi, oli e sostanze chimiche
– il PVC è chimicamente stabile e non de-polimerizzare
– Densità: 1.32-1.42 g/cc

impatto Ambientale e la salute e gli aspetti di sicurezza del PVC

Produzione di PVC
produzione materie plastiche spesso crea grandi quantità di sostanze chimiche tossiche inquinanti come la diossina, acido cloridrico e cloruro di vinile.
Ciò comporta gravi rischi per la salute umana durante il ciclo di vita del PVC. Queste tossine possono produrre malattie recidere come cancro, diabete, danni neurologici, difetti riproduttivi e alla nascita.

La diossina è un inquinante organico persistente (POP), si tratta di sostanze chimiche che persistono nell’ambiente, si bioaccumulano attraverso la catena alimentare e rischiano di causare effetti negativi per la salute umana e l’ambiente.

Inoltre, il monomero cloro-etene è anche un agente cancerogeno rilasciato durante la produzione di PVC. Questo monomero non reagito può anche essere presente nel PVC finale e rilasciato durante il suo ciclo di vita.

I plastificanti aggiunti per rendere flessibile il PVC, possono fuoriuscire (es. gruppo ftalati) che sono anche tossici.

Smaltimento
La plastica era quasi troppo buona, poiché era resistente e degradata molto lentamente. D’altra parte questa stessa proprietà è ciò che rende la plastica un materiale pericoloso. A causa della quantità e dei diversi additivi aggiunti al PVC (il prodotto in PVC può contenere fino al 60% di additivi) e anche a causa del suo contenuto di cloro, lo smaltimento finale o il riciclaggio del PVC è un problema da esaminare attentamente.

Le opzioni per lo smaltimento sono il riciclaggio, la discarica o l’incenerimento:

– Riciclaggio
I materiali termoplastici possono essere rifusi e riutilizzati, anche se la purezza del materiale tende a degradarsi ad ogni ciclo di riutilizzo. Inoltre, la separazione dei diversi additivi e composti che formano la plastica rende riciclare un’opzione difficile.
Il problema più grande con il riciclaggio delle materie plastiche è che è difficile automatizzare la selezione dei rifiuti di plastica, e quindi è ad alta intensità di lavoro (es. un cellulare potrebbe avere molti pezzi di ricambio diversi realizzati con materiali plastici diversi).
Pertanto, poiché il valore del materiale è basso, il riciclaggio delle materie plastiche non è redditizio.
Prodotti come le automobili sono ora progettati per facilitare il riciclaggio delle loro grandi parti in plastica.
Lo standard internazionale per la definizione delle indicazioni ambientali sui prodotti o sugli imballaggi si trova nella norma ISO 14021: Etichette e dichiarazioni ambientali-Dichiarazioni ambientali auto-dichiarate.
Ad esempio, un contenitore di plastica riciclabile che utilizza questo schema è contrassegnato da un triangolo con tre frecce all’interno di esso (vedi figura a sinistra), che racchiudono un numero che indica il tipo di plastica come segue:

1. PETE o PET (polietilene tereptalato: materiale termoplastico utilizzato in bibite di plastica e contenitori rigidi)
2. HDPE (cioè polietilene ad alta densità: la plastica comunemente usata per fare il latte e le brocche dell’acqua e le basi della bottiglia della soda da due litri)
3. PVC (cloruro di polivinile)
4. LDPE (cioè polietilene a bassa densità: la plastica utilizzata nell’involucro di cellophane, nelle fodere per pannolini e in alcune bottiglie di compressione)
5. PP (cioè una resina termoplastica leggera utilizzata in imballaggi, rivestimenti, tubi e tubi)
6. PS (polistirene)
7. Altri
– Incenerimento
L’incenerimento del PVC provoca il rilascio di diossine e altre sostanze chimiche tossiche.
– Discarica
La discarica di PVC ha altri impatti ambientali e sociali. Ciò è dovuto alla non biodegradabilità del PVC che rimane in vigore indefinitamente; inoltre, occorre prestare attenzione al fatto che il PVC può fuoriuscire sostanze chimiche tossiche e contaminare il suolo e l’acqua.
Ci sono alcune plastiche “biodegradabili” che si rompono con l’esposizione alla luce solare, ma non portano ancora alla completa rottura della plastica. Inoltre, alcuni ricercatori hanno batteri geneticamente modificati che sintetizzano una plastica completamente biodegradabile.

Applicazioni di mercato

Materiale da costruzione
A causa delle proprietà del PVC, come descritto sopra, circa il 50% del PVC (o vinile) prodotto viene utilizzato nella costruzione in sostituzione di altri materiali come legno o vetro. A buon mercato, resistente, buona weatherabiligy, ect.
PVC è forte, leggero, resistente e versatile. Queste caratteristiche lo rendono ideale per i profili delle finestre. Le proprietà intrinseche dell’isolamento elettrico ignifugo ed eccellente del PVC lo rendono ideale per le applicazioni di cablaggio.

Può essere utilizzato per pavimenti, finestre e serramenti e persiane, tubi per acqua e rifiuti, applicazioni elettriche come materiali isolanti per cavi e fili, sistemi di vetri architettonici, carta da parati, ecc.
Dispositivi medici

Il PVC è stato ampiamente utilizzato per la chirurgia, i prodotti farmaceutici, la consegna di farmaci e l’imballaggio medico. Alcuni prodotti includono sacche di sangue, contenitori medici, sacche di liquidi, tubi, set di bypass cardiaci e polmonari, maschere, guanti, bottiglie e barattoli, sistemi di drenaggio, canalizzazioni, ecc.

Le ragioni per utilizzarlo nel settore medicale sono la sua sicurezza e stabilità chimica e la sua biocompatibilità, resistenza chimica e basso costo. Inoltre, è utilizzabile all’interno del corpo e facile da sterilizzare.

Automotive
Esempi tipici di componenti automobilistici in PVC includono: modanature, pannelli per porte interne e tasche, rivestimenti per sedili, visiere parasole, guarnizioni, rivestimenti per pavimenti, cablaggi, modanature laterali esterne e strisce protettive, protezione anti-pietra, ecc. Freni
Altre applicazioni

Il PVC può essere utilizzato per la produzione di giocattoli, imballaggi, apparecchiature elettriche ed elettroniche, articoli per la casa, rivestimenti, parti in plastica in autoveicoli, forniture per ufficio, isolamento e nastri adesivi, mobili, ecc.

Per i consumatori in suole di scarpe, giocattoli per bambini, borse, bagagli,rivestimenti di sedili, ecc.
Settori industriali per nastri trasportatori, rulli di stampa.
Apparecchiature elettriche ed elettroniche come circuiti stampati, cavi, scatole elettriche, alloggiamento del computer.

Materiale note

Ulteriori informazioni sull’ elementi della tavola periodica

Altri materiali:
Acciaio inossidabile Monel

Teflon Polipropilene

Vetro