پلیوینیل کلراید یا PVC سومین پلاستیک پرمصرف و پرتولید در جهان است، با بیش از ۴۰ میلیون تن در سال و پیشبینی میشود تا سال ۲۰۲۶ به ۶۰ میلیون تن در سال برسد. با افزودن مواد افزودنی مختلف، PVC میتواند به انواع بیشماری از مواد اولیه تبدیل شود که برای کاربردهای گوناگون آماده هستند.
در اینجا با ویژگیها و کاربردهای PVC آشنا میشویم و همچنین بررسی میکنیم که چگونه ممکن است برای سلامت انسان مضر باشد. همچنین با بازارهای تولید و صادرات، تاجران جهانی و نحوه حمل و نقل آن آشنا خواهیم شد.
رزینهای ترموپلاستیک “PVC” چیستند؟
پلاستیکها به دو دسته اصلی تقسیم میشوند: رزینهای ترموست و ترموپلاستیک.
- رزینهای ترموست مانند رزین فنولیک و رزین ملامین، سخت، غیرقابل انعطاف و غیرقابل نرم شدن مجدد هستند.
- رزینهای ترموپلاستیک مانند PVC، پلیاتیلن (PE)، پلیاستایرن (PS) و پلیپروپیلن (PP) انعطافپذیر هستند و با حرارت مجدد نرم میشوند.
PVC مخفف “Polyvinyl Chloride” است. با تولید بیش از ۴۵ میلیون تن در سال، PVC سومین پلیمر پلاستیکی پرمصرف در جهان است.
بر خلاف سایر ترموپلاستیکها، رزین PVC به صورت پودر تولید میشود، در حالی که سایر ترموپلاستیکها به صورت گرانولهای ترکیبشده با افزودنیها عرضه میشوند. این ویژگی باعث میشود PVC در برابر اکسیداسیون و تخریب مقاوم باشد و برای نگهداری طولانیمدت مناسب باشد.
جنس پلیوینیل کلراید یا PVC چیست؟
PVC با نامهای “وینیل” یا “پلیوینیل کلراید” شناخته میشود. فرمول شیمیایی آن (C₂H₃Cl)n است و در آب و الکل نامحلول است. در اروپا، “وینیل” معمولاً به کاربردهای انعطافپذیر خاصی مانند کفپوش، ورقهای تزئینی و چرم مصنوعی اشاره دارد.
برای تولید PVC، ۵۷٪ کلر (از نمک صنعتی) و ۴۳٪ کربن (از نفت یا گاز طبیعی) استفاده میشود. این ترکیب باعث میشود PVC نسبت به سایر پلیمرها وابستگی کمتری به منابع غیرقابل تجدید داشته باشد. وجود کلر در ساختار PVC باعث مقاومت بالای آن در برابر آتش میشود.
کاربردهای پلیوینیل کلراید یا PVC چیست؟
PVC به دلیل قیمت پایین و ویژگیهای متنوع، سومین پلیمر پرمصرف در جهان است. با افزودن مواد شیمیایی به PVC میتوان محصولات و کاربردهای بیشماری تولید کرد، از جمله:
- لولهها
- تجهیزات پزشکی
- عایق سیم و کابل
- قاب پنجره
- کیسههای ذخیره خون
PVC به دو شکل سخت و انعطافپذیر تولید میشود:
- نوع سخت در مصالح ساختمانی مانند دربها و لولهها کاربرد دارد.
- نوع انعطافپذیر در عایق کابل، چرم مصنوعی و کفپوشها استفاده میشود.
در آمریکا و انگلستان، PVC در صنعت ساختمان با نام “سایدینگ وینیل” شناخته میشود.
مقایسه PVC با PS (پلیاستایرن)
- PVC در دمای ۶۰ درجه سانتیگراد تجزیه و در ۷۱ درجه سانتیگراد ذوب میشود.
- PS در دمای بالاتر، حدود ۲۴۰ درجه سانتیگراد ذوب میشود.
- PS دیرتر از PVC تجزیه میشود و به دلیل اشتعالپذیری بالا برای ساختوساز مناسب نیست مگر اینکه پشت دیوار یا فلز پنهان شود.
- PS برای تولید فوم، ظروف یکبار مصرف و لیوانها استفاده میشود.
- هر دو پلیمر قابل بازیافت هستند، مثلاً PS برای ساخت چوبلباسی و نیمکت پارک، و PVC برای تجهیزات اسکی.
آیا پلیوینیل کلراید یا PVC برای انسان مضر است؟
PVC از کربن، هیدروژن و کلر ساخته شده و منبعی از مونومر وینیل کلراید (VCM) و فتالاتهاست که مواد سرطانزا محسوب میشوند. اگر PVC گرم شود یا در معرض نور UV قرار گیرد، گازهای سمی مانند دیوکسین و HCl آزاد میکند.
استفاده از PVC در محصولات کودکان توصیه نمیشود. برای تشخیص محصولات PVC، به علامت “۳” در مثلث بازیافت روی محصول توجه کنید.
اگرچه PVC مادهای مهم در صنعت است، اما در صورت گرم شدن یا فشار بالا میتواند خطرناک باشد، بهویژه در لولههای آب آشامیدنی که ممکن است در دما یا فشار بالا تجزیه شده و مواد سمی آزاد کند.
پلاستیک PVC چگونه تولید میشود؟
تولید پلاستیک PVC شامل چندین مرحله کلیدی برای ایجاد یک ماده قوی و بادوام است.
- پلیمریزاسیون: این فرآیند با پلیمریزاسیون مونومر وینیل کلراید (VCM) برای تشکیل رزین پلی وینیل کلراید (PVC) آغاز میشود. VCM تحت فشار و دمای بالا قرار میگیرد تا واکنش آغاز شود، که توسط پراکسید یا سایر آغازگرها کاتالیز میشود. واکنش پلیمریزاسیون منجر به تشکیل رزین پودری PVC میشود.
- مخلوط کردن: سپس رزین PVC با افزودنیهای مختلفی مانند تثبیتکنندهها، روانکنندهها و رنگدانهها مخلوط میشود. این کار خواص و عملکرد آن را بهبود میبخشد. افزودنیها با رزین PVC مخلوط میشوند تا مخلوطی همگن تشکیل شود.
- اکستروژن: مخلوط PVC سپس به یک اکسترودر، دستگاهی که مخلوط را ذوب کرده و آن را از میان قالب عبور میدهد تا یک پروفیل پیوسته تشکیل شود، تغذیه میشود. این پروفیل میتواند بسته به مشخصات طراحی، اشکال و اندازههای مختلفی داشته باشد.
- خنکسازی: پروفیل اکسترود شده با عبور از حمام آب یا سیستم خنککننده هوا خنک میشود تا جامد شده و شکل خود را حفظ کند.
- برش و پرداخت: سپس پروفیل خنکشده به طول دلخواه برش داده میشود و مطابق با الزامات خاص کاربرد، مانند سوراخکاری، جوشکاری یا چسبکاری، پرداخت نهایی انجام میشود.
خواص مکانیکی پلاستیک PVC
پلاستیک PVC خواص مکانیکی عالی دارد که آن را به مادهای همهکاره برای کاربردهای مختلف تبدیل میکند.
- مقاومت سایشی : در برابر سایش مقاوم است، به این معنی که میتواند در طول زمان در برابر سایش و پارگی مقاومت کند. این ویژگی به ویژه در مناطق پر رفت و آمد یا صنایعی که به مواد بادوام نیاز دارند، مفید است.
- سبک وزن : PVC همچنین سبک وزن است و حمل و نقل و نصب آن را بدون اضافه کردن وزن غیرضروری به سازهها آسان میکند.
- مقاومت در برابر ضربه : با وجود سبک بودن، PVC محکم است و مقاومت خوبی در برابر ضربه ارائه میدهد و حتی در شرایط سخت نیز عملکرد قابل اعتمادی را ارائه میدهد.
- استحکام مکانیکی : استحکام مکانیکی آن، دوام در کاربردهایی مانند لولهها، کفپوشها و سقفسازی را تضمین میکند، جایی که عملکرد طولانیمدت ضروری است.
