Vad är polyvinylklorid (PVC)?
PVC är polyvinylklorid. Detta är en plast som har följande kemiska formel: CH2=CHCl (se bild till höger).
plast täcker ett brett raseri av syntetiska eller halvsyntetiska polymerisationsprodukter (dvs. långkedjiga kolbaserade ”organiska” molekyler) vilket namn hänvisar till det faktum att de i sitt halvvätska tillstånd är formbara eller har egenskapen av plasticitet.
PVC är ett termoplastiskt material.
termoplastiska material är de som kan smältas om och om igen. Dessa material kan värmas till en viss temperatur och härdas igen när de svalnar.
efter första världskriget var det en boom i nya former av plast på grund av förbättringarna inom kemitekniksektorn, inklusive ”polystyren (PS)” och ”polyvinylklorid (PVC)”, utvecklad av I. G. Farben company of Germany.
numera används PVC ofta inom byggsektorn, till exempel i fönsterramar och fönsterluckor, rörkablar och beläggning etc.. Vinyl används också i grammofonskivor, och det är därför vi använder termen vinylskivor för att hänvisa till dem. PVC kan användas för massor av andra applikationer från industrivaror och används ofta inom hälso-och sjukvårdssektorn, till bilreservdelar, leksaksfabrik, livsmedelsförpackningar, raingear, etc. (Detta beskrivs nedan).
PVC kan vara klar eller färgad, styv eller flexibel, beroende på tillsatta föreningar och slutlig applicering som måste uppnås; Till exempel finns det olika PVC-kvaliteter som kust-eller blåsfilm, hög effekt, tråd-och kabelkvalitet, termoformning, formsprutning, rotationsgjutning etc.
hur produceras det
de grundläggande råvarorna för PVC härrör från salt och olja.
klor tillverkas genom elektrolys av natriumklorid, salt.
därför var de första PVC-tillverkningsanläggningarna belägna nära naturliga saltkällor.
elektrolysen av saltvatten producerar klor. Kloret kombineras sedan med eten som har erhållits från olja. Det resulterande elementet är etylendiklorid, som omvandlas vid mycket höga temperaturer till vinylkloridmonomer. Dessa monomermolekyler polymeriseras och bildar polyvinylkloridharts.
till exempel styv PVC som den som används i fönsterramar är normalt PVCU (”unplasticized”). Å andra sidan uppnås flexibel PVC genom tillsats av mjukningsmedel såsom ftalater.
dessutom är ren poly-kloreten instabil när den utsätts för synligt ljus eller UV. För att modifiera denna nackdel och göra den lämplig för olika applikationer tillsätts antioxidanter. Några andra tillsatser innefattar:
tillsatser | egenskaper uppnådda |
antioxidanter & andra stabilisatorer | saktar ner den hastighet med vilken polymeren kommer att brytas ned av syre, värme, synligt ljus eller UV-strålning |
Kompatibilisatorer | gör att PVC kan blandas med annan plast och hjälper plaståtervinning |
flamskyddsmedel | minska brandfarligheten hos plast |
pigment | för att färga plasten |
mjukgörare |
för att producera flexibel och hanterbar plast |
Slagmodifierare | för att absorbera stötar utan skador |
fyllmedel | billiga, inerta material som helt enkelt lägger bulk till plasten |
egenskaper hos polyvinylklorid dessa är några av de egenskaper som gör PVC lämplig för flera applikationer:
– seghet, styrka.
– enkel blandning, enkel bearbetning
– flambeständig och brandförebyggande egenskaper
till exempel PVC är svår att antända och i avsaknad av en kraftfull yttre flamma fortsätter inte att brinna. Detta beror på dess klorförening. Detta gör det till ett idealiskt konstruktions-och Kabelmaterial.
– den är kompatibel med andra tillsatser som kan ge PVC klar eller färgad, styv eller flexibel, etc..
– utmärkta elektriska isoleringsegenskaper. Detta gör den idealisk att använda i kablar.
– slaghållfasthet och motståndskraftig mot dåliga väderförhållanden (dvs. det korroderar inte och är mycket hållbart), lämpligt att användas som byggmaterial
– motståndskraft mot fett, olja och kemikalier
– PVC är kemiskt stabil och avpolymeriserar inte
-densitet: 1.32 – 1.42 g/cc
miljöpåverkan och arbetshälso-och säkerhetsaspekter av PVC
tillverkning av PVC
tillverkningsplasten skapar ofta stora mängder av PVC-material mängder giftiga kemiska föroreningar som dioxin, saltsyra och vinylklorid.
detta medför allvarliga hälsorisker för människor under PVC-livscykeln. Dessa toxiner kan producera sever sjukdom som cancer, diabetes, neurologiska skador, reproduktiva och fosterskador.
Dioxin är en persistent organisk förorening (Pop), detta är kemiska ämnen som kvarstår i miljön, bio-ackumuleras genom livsmedelskedjan och utgör en risk för att orsaka negativa effekter på människors hälsa och miljön.
dessutom är klor-etenmonomeren också ett cancerframkallande ämne som frigörs vid PVC-tillverkning. Denna un-reagerade monomer kan också vara närvarande i den slutliga PVC och släpptes under sin livscykel.
mjukgörare tillsätts för att göra PVC flexibel, kan läcka ut (ex. grupp ftalater) som också är giftiga.
avfallshantering
plast var nästan för bra, eftersom det var hållbart och försämrades mycket långsamt. Å andra sidan är samma egenskaper det som gör plast till ett farligt material. På grund av mängden och olika tillsatser som tillsätts PVC (PVC-produkten kan bestå av upp till 60% tillsatser) och även på grund av dess klor innehåller, är slutförvaring eller återvinning av PVC en fråga att noggrant undersöka.
alternativen för bortskaffande är återvinning, deponi eller förbränning:
– återvinning
termoplaster kan omsmältas och återanvändas, även om materialets renhet tenderar att försämras med varje återanvändningscykel. Vidare gör separationen av de olika tillsatserna och föreningarna som bildar plasten återvinning ett svårt alternativ.
det största problemet med plaståtervinning är att det är svårt att automatisera sorteringen av plastavfall, och det är därför arbetsintensivt (ex. en mobil kan ha många olika reservdelar gjorda av olika plastmaterial).
därför att materialets värde är lågt är återvinning av plast olönsam.
produkter som bilar är nu utformade för att underlätta återvinning av sina stora plastdelar.
den internationella standarden för att definiera miljöpåståenden på produkter eller förpackningar finns i ISO 14021: miljömärkningar och deklarationer-självdeklarerade miljöpåståenden.
till exempel är en återvinningsbar plastbehållare med detta schema märkt med en triangel med tre pilar inuti den (se bild till vänster), som bifogar ett nummer som ger plasttypen enligt följande:
1. PETE eller PET (dvs. polyetylentereptalat: termoplastiskt material som används i läskedrycker av plast och styva behållare)
2. HDPE (dvs. högdensitetspolyeten: plasten som vanligtvis används för att göra mjölk-och vattenkannor och två liters sodaflaskbaser)
3. PVC (dvs. polyvinylklorid)
4. LDPE (dvs. lågdensitetspolyeten: plasten som används i cellofanfolie, blöjfoder och vissa klämflaskor)
5. PP (dvs. ett lätt, termoplastiskt harts som används i förpackning, beläggning, rör och rör)
6. PS (dvs. polystyren)
7. Andra
– förbränning
förbränning av PVC orsakar frisättning av dioxiner och andra giftiga kemikalier.
– deponi
deponi av PVC har andra miljömässiga och sociala konsekvenser. Detta beror på att PVC inte är biologiskt nedbrytbart, vilket förblir på plats på obestämd tid. Dessutom bör man uppmärksamma det faktum att PVC kan läcka ut giftiga kemikalier och förorena marken och vattnet.
det finns några ”biologiskt nedbrytbara” plaster som bryts ner vid exponering för solljus men det leder fortfarande inte till fullständig nedbrytning av plasten. Dessutom har vissa forskare genetiskt konstruerade bakterier som syntetiserar en helt biologiskt nedbrytbar plast.
marknadstillämpningar
byggmaterial
på grund av PVC-egenskaper, som beskrivits ovan, används cirka 50% av PVC (eller vinyl) som tillverkas i konstruktion som ersätter andra material som trä eller glas. Billig, resistent, bra weatherabiligy, ect.
PVC är stark, lätt, hållbar och mångsidig. Dessa egenskaper gör den idealisk för fönsterprofiler. PVC: s inneboende flamskyddsmedel och utmärkta elektriska isoleringsegenskaper gör den idealisk för kabeltillämpningar.
den kan användas för golv, fönster och dörrkarmar och fönsterluckor, vatten-och avloppsrör, elektriska applikationer som kabel-och trådisoleringsmaterial, arkitektoniska Glassystem, tapeter etc.
medicintekniska produkter
PVC har använts i stor utsträckning för kirurgi, läkemedel, läkemedelsleverans och medicinsk förpackning. Vissa produkter inkluderar blodpåsar, medicinska Behållare, vätskepåsar, slangar, hjärt-och lungbypassuppsättningar, masker, handskar, flaskor och burkar, dräneringssystem, kanaler etc.
anledningarna till att använda den inom den medicinska sektorn är dess säkerhet och kemisk stabilitet och biokompatibilitet, kemikalieresistent och låg kostnad. Dessutom är den användbar inuti kroppen och lätt att steriliseras.
Automotive
typiska exempel på PVC-fordonskomponenter inkluderar: lister, innerdörrpaneler och fickor, sittbeläggningar, solskydd, tätningar, golvbeläggning, ledningar, yttre sidogjutning och skyddsremsor, skydd mot stenskador etc. Bromsar
andra applikationer
PVC kan användas för tillverkning av leksaker, förpackningar, elektrisk och elektronisk utrustning, hushållsartiklar, beläggning, plastdelar i motorfordon, Kontorsmaterial, isolering och tejp, möbler etc.
för konsumenter i skosulor, barnleksaker, handväskor, bagage, sittbeläggningar etc.
industrisektorer för transportband, tryckvalsar.
elektrisk och elektronisk utrustning som kretskort, kablar, elektriska lådor, datorhus.
material anteckningar
fysikaliska egenskaper | |
draghållfasthet | 2,60 N / mm2 |
skårad Slaghållfasthet | 2,0-45 Kj / m2 |
termisk expansionskoefficient | 80 x 10-6 |
Max forts användning Temp | 60 oC |
densitet | 1.38 g / cm3 |
motståndskraft mot kemikalier | |
späd syra | mycket bra |
späd alkalier | mycket bra |
oljor och fetter | bra (variabel) |
alifatiska kolväten | mycket bra |
aromatiska kolväten | Dålig |
halogenerade kolväten | måttlig (variabel) |
alkoholer | bra (variabel) |
mer information om element i det periodiska systemet
andra material:
rostfritt stål Monel
Teflon Polypropylen
glas