پی وی سی
هر آنچه از پی وی سی لازم است بدانید
جامع ترین و به روز ترین صفحه آموزشی پی وی سی
ویژه دانشجویان و صنعتگران محترم این حوزه
در این صفحه به تمامی سوالات شما در مورد PVC پاسخ داده می شود
تاریخ آخرین به روز رسانی دوم اردیبهشت نود هشت
کاری اختصاصی از دپارتمان پی وی سی آلپ
PVC چیست؟
پلی وینیل کلراید یکی از پرکاربردترین پلیمرها در دنیاست (سومین ترموپلاستیک پرکاربرد بعد از پلی اتیلن و پلی پروپیلن است).
PVC بسیار بادوام و پایدار است به همین دلیل برای کاربردهای متفاوتی استفاده شود.
خواه سخت باشد خواه انعطاف پذیر، سفید باشد یا مشکی و یا حتی طیف هایی بین این دو.
الگوی اولیه فرایند پلیمریزاسیونPVC به مخترع آلمانی بنام فردریک کلت در سال 1913 نسبت داده شده است. PVC از سال 1933 به تولید تجاری دست یافت.
تولید
مواد خام مورد نیاز PVC از نمک و نفت استخراج می شود.
از الکترولیز آب نمک کلر تولید می شود که وقتی با اتیلن ترکیب می شود به مونومر وینیل کلرید (VCM) تبدیل می شود.
مولکول های VCM پلیمریزه می شوند و به شکل رزین PVC در می آیند. سپس با اضافه کردن افزودنی های مناسب به کامپاند PVC تبدیل میشود.
مراحل تولید
- استخراج نمک و هیدروکربن های منابع
- تولید اتیلن و کلرین از منابع
- ترکیب کلرید و اتیلن و تبدیل به VCM
- پلیمریزاسیون VCM و تبدیل به PVC
- مخلوط PVC با مواد دیگر برای دستیابی به خواص فیزیکی موردنظر
PVC جامد شکننده و سفیدی ست که به صورت پودر گرانولدر دسترس می باشد.
ویژگیهای PVC
- خاصیت الکتریکی: PVC رسانای بسیار ضعیفی است.
- پایداری: PVC در مقابل اب و هوا، زنگ زدگی، ساییدگی و ضربه مقاوم است به همین علت برای ساخت بسیاری از محصولات مورد استفاده در فضای ازاد به کار میرود.
- مقاومت در برابر شعله: به دلیل درصد بالای کلر در PVC خاصیت خوداشتعالی دارد.
- ویژگی مکانیکی: PVC مقاوم در برابر سایش، سبک وزن و در عین حال سخت است.
- مقاومت شیمیایی: PVC در برابر تمامی مواد شیمیایی غیرطبیعی مقاوم است و نیز دربرابر اسیدهای رقیق بازهای رقیق و هیدروکربن های آلیفاتیک بسیار مقاوم است.
رزین PVC که از پلیمریزاسیون بدست می آید بسیار ناپایدار است (بعلت پایداری حرارت کم و ویسکوزیته ذوب بالا) پس به افزودنی هایی برای بهبود خواص خود نیاز دارد.
افزودنی ها
افزودنی هایی مثل پایدارکننده حرارتی، پایدارکننده اشعه UV ،اصلاح کننده ضربه(فشار)، پرکننده ها، تاخیراندازنده شعله، رنگدانه ها و نرم کننده ها و…
گاهی برای دستیابی به خواص موردنظر از آلیاژ مناسب برای PVC استفاده می کنیم یعنی PVC را با پلیمر مناسب مخلوط می کنیم و یک پلیمر جدید می‌سازیم
آلیاژها
آلیاژهای معروف PVC عبارتند از:
- آلیاژ PS/PVC : این آلیاژ خواص فیزیکی پلی استر و ویژگی های فرایندپذیری PVC را باهم دارد که سبب مقاومت در برابر سایش، کشش و پارگی می شود.
- آلیاژ PU/PVC این آلیاژ مقاومت بالایی در برابر سایش و مواد شیمیایی دارد.
- آلیاژ PVC/NBR : PVCای که با NBR مخلوط شود انعطاف پذیر است و ویژگی الاستیکی خوبی دارد.
محدودیت های PVC:
- پایداری حرارتی ضعیف
- در طول زمان خواص تغییر می کند(بعلت نرم کننده ها)
- PVC انعطاف پذیر مقاومت شیمیایی کمتری نسبت به PVC سخت دارد.
کاربردهای PVC
PVC سخت یکی از پرکاربردترین مواد پلاستیکی در دنیاست. از مهمترین کاربردهای PVC در ساخت و ساز اسباب بازی بسته بندی پزشکی پوشاک سیم و کابل و خودروسازی میباشد.
کاربردهای دیگر PVC شامل:
مراقبت های بهداشتی و درمانی: PVC در مدت 50 سال در حیطه پزشکی به ویژه بخش جراحی، داروسازی، دارورسانی و بسته بندی های پزشکی مورد استفاده بوده است.
مثال هایی از کاربرد PVC در حیطه سلامت:
- پوست مصنوعی در درمان سوختگی های شدید
- ست های تزریق خون و پلاسما
- رگ های خونی برای کلیه مصنوعی
- روکفشی
- تشک و روکش های تخت
الکترونیک: PVC برای اولین بار در طول جنگ جهانی دوم بجای رابر برای روکش عایق کابل ها و سیم ها به کار رفت و بعلت انعطاف پذیری بالای آن تا به امروز مورد استفاده بوده است.
حمل و نقل: داشبرد ماشین ها قسمت داخلی درهای ماشین پوشش صندلی ها آفتاب گیرها و …
PVC از نظر کیفیت بالا و قیمت پایین برای صنایع ماشین سازی بسیار پر سود میباشد.
ورزش: از آنجا که PVC مادهی بسیار تطبیق پذیر و سازگار با محیط در ساخت و ساز میباشد بطور گسترده ای در ساخت استادیوم های ورزشی به کار میرود این کاربرد شامل ساخت صندلی ها سقف و زمین و حتی لوله کشی های ساختمان نیز میشود.
PVC و تحمل پذیری
تعاریف زیادی از تحمل پذیری وجود دارد اما سه رکن اصلی آن عبارت است از : اجتماعی اقتصادی و زیست محیطی.
تحمل پذیری اقتصادی
صنعت PVC از زمان پیش از جنگ دوام آورده و افراد بسیاری را به اشتغال درآورده است که در سرتاسر دنیا نیز باهم در تعامل هستند که این موضوع به اقتصاد جهانی کمک بسیاری کرده است.
تحمل پذیری اجتماعی
شرکت ها با پیشنهاد پاداش و استخدام های بلند مدت و با شرایط کاری بسیار امن و محصولات تاثیرگذار در زندگی از پنجره های با کیفیت گرفته تا سیستم انتقال اب رسانی در زندگی هرروزه ما نقش بسیار مهمی داشته اند.
تحمل پذیری زیست محیطی
با رشد جمعیت در جهان همواره به سوی کنترل هد ررفت منابع و حفاظت از محیط زیست پیش می رویم که این امر در صنعت PVC با بازیافت آسان و پایداری محصولات PVC قابل دستیابی می باشد.
روش های ساخت PVC
- پلیمریزاسیون سوسپانسیونی
- پلیمریزاسیون امولسیونی
- پلیمریزاسیون توده ای
کاربرد PVC در پرینتر سه بعدی
پلی وینیل کلراید بصورت رشته ای موجود است ولی بااین وجود کاملا برای استفاده در پرینتر سه بعدی مناسب نیست.
مشکلی که pvc دارد این است که PVC خاصیت فاسد شدنی دارد و برای استفاده طولانی مدت در پرینتر مناسب نیست.
با این حال در سال ۲۰۱۴ تلاش هایی در جهت بهبود خواص پلی وینیل کلراید برای استفاده در پرینتر سه بعدی صورت گرفت که موفقیت آمیز نبود.
بازیافت PVC
ساختار و ترکیب PVC این اجازه را به ما میدهد که به راحتی بازیافت را انجام داده و از آن مواد با کیفیت بازیافتی تولید کنیم.
همانطور که عمل بازیافت گسترده میشود دسته بندی مواد بازیافتی از اهمیت بالایی برخوردار شده است چرا که برای شرکت های بازیافت PVC ضروری است که در زمان کم و با صرف انرژی کمتر بتوانند محصولات بازیافتی خود را تولید کنند.
به همین منظور شرکت های بسیاری عمل جمع آوری محصولات PVC قابل بازیافت را به عهده دارند که در زیر به ۳ مورد اشاره شده است:
- شرکت recovinyl : که حمایت های مالی بسیاری از کسانی میکند که در مناطق دور افتاده هم مواد بازیافتی pvc را جمع آوری میکنند.
- شرکت recofloor: این شرکت تنها PVC هایی که در کف زمین و کفپوش ها به کار میرود را جمع آوری میکنند که برای استفاده در ساخت کفپوش های تازه و یا قیف های راهنمایی و رانندگی به کار میرود.
- شرکت recomed: این شرکت در بخش جمع آوری pvc های بیمارستانی فعالیت دارد موادی مانند ماسک های اکسیژن و نازل های تنفسی و انواع این ها. این شرکت در بیش از 1500 بیمارستان در سرتاسر انگلستان فعالیت دارد.
چرا باید از pvc استفاده کنیم؟
- Pvc یکی از معدود مواد بی خطری است که می توان از ان برای نگهداری سلولهای زنده ی خون انسان استفاده کرد. Pvc تاییدیه های سازمان غذا و داروی اروپا را نیز داراست پس برای انسان بی خطر است.
- یکی دیگر از ویژگیهای قابل توجه pvc تطبیق پذیری و دوام بالای آن است. از آنجا که به راحتی فرایند می شود در طیف گسترده ای از مصارف کاربرد دارد.
- در تولید pvc تنها 43% از سوخت فسیلی و 57% از نمک استفاده شده که این مقدار سوخت پایینترین مقدار در بین تمامی پلاستیک هاست.
- برای تولید pvc انرژی اولیه بسیار کمی مصرف می شود .
- به ازای هر یک کیلوگرم pvc9 کیلوگرم کربن دی اکسید تولید می شود که این مقدار در مقایسه موادی مانند پنیر که به ازای تولید یک کیلوگرم آن 11 کیلوگرم کربن دی اکسید تولید می شود بسیار ناچیز است.
- استفاده از pvc در ساخت و ساز و پنجره های ساختمان ها مانند یک سرمایه گذاری بلندمدت است و در مصرف هزینه های طی سالیان دراز صرفه جویی می کند.
- استفاده از پنجره های pvc در مصرف انرژی هم بسیار صرفه جویی می کند.
- Pvc بطور کامل قابل بازیافت می باشد و هیچ دورریزی ندارد. سالانه بیش از 300000 تن مواد pvc در سراسر اروپا بازیافت می شود و وارد چرخه دوم عمر خود می شوند. پیشبینی ها نشان می دهد که تا سال 2020 بیش از 800000 تن pvc در سال بازیافت می شود.
- صنعت pvc همچنان در حال گسترش است و در همین راستا در سال 2012 برنامه ای با نام vinyl plus راه اندازی شد که تمامی پیشرفت های در این صنعت را مورد بررسی قرار دهد.
آیا pvc سمی است؟
Pvc در حالت عادی نه تنها سمی نیست بلکه کاملا بی خطر است اما در صورتیکه سوزانده شود HCl آزاد میکند که بسیار خطرناک و سمی است. حتی گاهی با ذوب کردن آن در حرارت های بسیار بالا نیز ممکن است این ماده آزاد شود پس در مواردی مانند تزریق و پرینترهای سه بعدی و ماشین های CNC بهتراست با حضور یک متخصص مورد استفاده قرار گیرد.
بررسی ویژگی های انواع PVC
PVC دو نوع سخت و انعطاف پذیر دارد که از نظر ویژگی ها بسیار متفاوت اند.
نقاط قوت PVC سخت :
- قیمت کم و سختی بالا
- مقاومت در برابر شعله
- دارای تاییدیه FDA و مناسب برای مصارف شفاف
- مقاومت شیمیایی بهتری نسبت به PVC نرم شده دارد.
- عایق الکتریکی عالی
- پایداری ابعادی خوب در دمای اتاق
محدودیت ها:
- سخت ذوب میشود.
- در دمای 5 درجه سخت میشود.
- در حلال بسیار سخت تجزیه میشود.
نقاط قوت PVC نرم:
- قیمت کم و انعطاف و مقاومت ضربه بالا
- مقاوم در برابر اشعه خورشید و اسیدها و آلکیل ها و نفت و مواد آلی دیگر.
- عایق الکتریکی مناسب
- فرایندپذیر آسان در مقایسه با نوع سخت خود.
محدودیت ها:
- خواص با گذر زمان تغییر میکند.
- در مقابل کتون ها و برخی هیدروکربن های آروماتیک و استرها دچار خوردگی میشود.
- برای نگهداری موادغذایی مناسب نیست.
- مقاومت شیمیایی پایینی دارد.
شاید به این مطلب هم علاقه مند باشید
دپارتمان تخصصی ترجمه مهندسی پلیمر