+ Mehaničke osobine Elongaja pri prekidu 20–40% Test zarezivanja 2–5 kJ/m2 Temperatura staklenog prelaza 82 °C Tačka topljenja 100–260°C Efektivna toplota sagorevanja 17.95 MJ/kg Specifična toplota (c) 0.9 kJ/(kg·K) Apsorpcija vode (ASTM) 0.04–0.4 Napon dielektričnog raspada 40 MV/m
Polivinil hlorid (Poli(vinil-hlorid, poli- + vinil + hlorid; polivinilov hlorid, tzv. samo „plastika”, ili skraćeno PVC) je plastomerni materijal formiran od linearnih i razgranatih makromolekula opšte formule –(-CH2-CHCl-)n-.
Otkriće
Polivinil hlorid je slučajno otkriven barem dva puta u 19. veku, prvi put ga je otkrio Henri Viktor Regnault 1835. godine, a drugi put Eugen Baumann 1872. godine. Oba se puta polimer pojavio kao bela čvrsta materija unutar boca vinil hlorida koje su ostavljene na sunčevoj svetlosti. U ranom 20. veku ruski hemičar Ivan Ostromislenski i Fritz Klater iz nemačkog hemijskog trgovačkog društva Griesheim-Elektron su pokušali da koriste polivinil hlorid u komercijalnim proizvodima, ali je krhki polimer uzrokovao neuspeh bilo kojeg proizvoda. Godine 1926. Waldo Semon i B.F. Goodrich Company osmislili su metod PVC plasticiziranja mešajući ga s različitim aditivima. Rezultat je bio fleksibilniji i lakši za obradu materijal koji je uskoro našao mnoštvo oblika komercijalne primene.
Vrste
Kruti poli(vinil-hlorid) je proziran, tvrd, žilav i teško preradiv materijal; vrlo je otporan na uticaj atmosferskih gasova, i ima dobra dielektrična svojstava. Međutim, izrazito je krt, što se otklanja kopolimerizacijom, npr. s vinil-acetatom, a potom mešanjem s drugim polimerima, npr. poliakrilatima.
Savitljivi poli(vinil-hlorid) sadrži 20 do 30% omekšivača (najčešće estara dikarboksilnih kiselina, npr. dioktil-ftalata) i lako se prerađuje. S povećanjem udela omekšivača smanjuje se prekidna čvrstoća, modul elastičnosti i tačka ostakljavanja, a povećava se prekidno istezanje i udarna žilavost, te se poboljšavaju sveukupna mehanička svojstva pri nižim temperaturama.
Penasti poli(vinil-hlorid) se koristi u proizvodnji veštačke kože (tzv. skaja), presvlaka za nameštaj i vozila, u izradi putnih torbi, itd.
Dobijanje i svojstva
PVC se većinom proizvodi postupkom koji se naziva suspenzioni postupak polimerizacije. Suspenziona polimerizacija je diskontinualan proces koji se odvija u zatvorenom proizvodnom sistemu. Ukapani vinil-hlorid (monomer) dispergira se u demineralizovanoj vodi i polimerizuje se pomoću inicijatora polimerizacije uz dodatak sredstva za održavanja stabilnosti suspenzije. Reakcija polimerizacije započinje raspadom inicijatora.
Dobija se radikalnom polimerizacijom vinil-hlorida, najčešće u vodenoj suspenziji, ali i u masi, emulziji i rastvoru, pri 50 do 70°C i pritisku od 7-13 bara:
N H2C=CH-Cl --> [-H2C-CH(Cl)-]n
Svojstva PVC materijala se mogu menjati ugradnjom drugih monomera tokom polimerizacije, npr. vinil-acetata ili viniliden-hlorida, a i dodatkom mnogobrojnih stabilizatora, omekšivača (plastifikatora) i punila. Poznato više od stotinu PVC modifikacija sa širokom rasponom svojstava, od tvrdoga i žilavoga do mekanog i elastomernog materijala, među kojima su kruti i savitljivi poli(vinil-hloridi) dve temeljne vrste. Zahvaljujući širokoj primeni njegova potrošnja stalno raste i danas je veća od 37 x 106 t.
Ukupno trajanje tog procesa je oko 4 do 7 sati. Reakcija se prekida pri 85% pretvore monomera u polimer dodavanjem inhibitora reakcije u polimerizator. Budući da je reakcija polimerizacije egzotermna, mora se odvoditi toplota da bi se mogla kontrolirati temperatura samog procesa. Toplota se odvodi posredstvom plašta polimerizatora. Rashladni mediji su voda (oko 23°C) i pothlađena voda (oko 5°C). Neizreagovani monomer se isparavanjem odvodi u zaseban sistem koji se naziva rekuperacija, gdje se nakon komprimovanja pretvara u tečnost i skladišti kako bi se ponovno mogao koristiti u procesu. Vodena suspenzija PVC-a se odvodi dalje u spremnik za skladištenje suspenzije, a zatim se uvodi u kolonu za razdvajanje, gde se suspenziji oduzima monomer. Demonomerizirana suspenzija se skladišti u spremnicima suspenzije odakle se odvodi na centrifugiranje, gdje se odvaja većina vode iz PVC-a, dok se ostatak vlage (vode) uklanja u rotacionim sušilicama strujom vrućeg vazduha. Osušeni proizvod se ciklonima odvaja od vazduha, potom se prebacuje pneumatskim transportom u silose na skladištenje kao gotov proizvod
U smislu prihoda, PVC je jedan od najvrjednijih proizvoda u hemijskoj industriji. Na svetu je preko 50% proizvedenog PVC materijala koristi u građevinarstvu. Posljednjih nekoliko godina PVC je zamenjivao tradicionalne građevne materijale kao što su drvo, beton i glina u mnogim područjima. Ipak je odnedavno više podstiče korištenje obnovljivih materijala, zbog zabrinutosti za životnu sredinu i zbog toksičnih svojstava PVC materijala. PVC se često se reciklira, i koristi se broj „3” kao simbol reciklaže.
Prerađivanje
Poli(vinil-hlorid) se najviše prerađuje ekstrudiranjem i kalandriranjem te injekcijskim presovanjem, produvavanjem i vakuumskim oblikovanjem.
Upotreba i primena
PVC ima mnogostruke primene, u prvome redu u građevinarstvu za izradu prozorskih okvira, oluka, roleta, tapeta, podnoga linoleuma, odvodnih cevovoda, itd.. Ovaj materijal ima dobra električno-izolaciona svojstava pa u elektroindustriji služi za izradu kućišta, a ponajviše za izolaciju električnih kablova.
U velikoj meri se koristi za proizvodnju ambalaže (boca, ambalaže za lekove i kozmetiku), a zbog male propusnosti za vlagu i gasove upotrebljava se u obliku folija za pakovanje životnih namirnica. Takođe se koristi za izrađivanje medicinskih pomagala, auto delova, igračaka, nameštaja, itd. U pirotehnici se koristi za davanje, žutih, zelenih i crvenih boja.
Problem u svetu i toksičnost
Upravo zbog svoje raširenosti postaje jedan od velikih ekoloških problema, čemu doprinosi i njegova toksičnost u svim fazama od proizvodnje, preko upotrebe do odlaganja.
Nusprodukt proizvodnje PVC materijala su dioksini - jedan od najtoksičnijih ikad stvorenih hemijskih jedinjenja. Već u izuzetno malim količinama uzrokuje tumore, bolesti endokrinih žlijezda, smanjenje imuniteta, dijabetes, kožne probleme, te ugrožava reproduktivnu sposobnost. I druga toksična jedinjenja, nusprodukti proizvodnje PVC materijala, poput etilen dihlorida ili vinil hlorida, takođe se nalaze u izduvnim gasovima i otpadnim vodama ispuštaju u životnu sredinu.
Reference
Literatura Tehnički leksikon, Leksikografski zavod Miroslav Krleža; glavni urednik: Zvonimir Jakobović. Tiskanje dovršeno 21. prosinca 2007.g., Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 653717. , str. 666.
Spoljašnje veze
The European PVC Portal (European Council of Vinyl Manufacturers) Polyvinyl Chloride International Chemical Safety Cards—CDC/NIOSH PVC4Pipes (Global PVC Pipe trade association) The guide of pvc window in France An introduction to vinyl The Vinyl Council of Canada US Vinyl Institute Resources for all UPVC windows in French
Категорија:Пластике Категорија:Диелектрици Категорија:Термопластике