آشنایی با کاربرد و ویژگیهای پلی وینیل کلراید

مواد پلیمری
پی وی سی یا پلی وینیل کلراید با نام اختصاری «PVC». نوعی پلیمر ترموپلاستیک است که به طور گسترده. برای تولید محصولات پلاستیکی مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. این پلیمر سالیانه در حدود ۴۵ میلیون تن در جهان تولید می شود و پس از PE و PP سومین پلیمر پر مصرف در جهان است.
پی وی سی یا پلی وینیل کلراید با نام اختصاری «PVC»، نوعی پلیمر ترموپلاستیک است. که به طور گسترده، برای تولید محصولات پلاستیکی مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
شاید معروفترین کاربردهای این محصول را تحت عنوان لولههای پی وی سی (که به آنها لوله پلیکا نیز گفته میشود) و درب و پنجرههای یو پی وی سی بشناسید. عمدهترین کاربردهای این محصول، در تولید پروفیلها، لولهها، انواع فیلم سخت، انواع بطری، کابل و… است.
این کاربردهای گسترده باعث شده است. که بعد از پلی اتیلن و پلی پروپیلن، این محصول یکی از پرکاربردترین مواد اولیه پلیمری باشد. در این مقاله، به بررسی انواع پی وی سی، کاربردها و ویژگیهای این محصول پرداختهایم.
پی وی سی (PVC) یا پلی وینیل کلراید چیست؟
پی وی سی (PVC) یک ماده ترموپلاستیک است. که از رزین پی وی سی ترکیب شده با نسبتهای مختلف پایدارکنندهها، روانکننده ها، پرکننده ها، رنگدانه ها، نرم کننده ها و کمک فرآیندها تشکیل شده است. ترکیبات مختلف این مواد برای به دست آوردن خواص گروه های خاصی برای کاربردهای مختلف ایجاد شده است. با این حال، بخش عمده هر ترکیب، رزین PVC است.
مواد پلیمری
انواع مختلف پلی وینیل کلراید (PVC)
ترکیبات پی وی سی با بیشترین استحکام کوتاه مدت و بلند مدت آنهایی هستند. که فاقد نرم کننده و حداقل مواد ترکیب کننده هستند. این نوع PVC به UPVC یا PVC-U معروف است.
رزینها یا اصلاحکنندههای دیگر (مانند ABS، CPE یا اکریلیکها) ممکن است. به UPVC اضافه شوند تا ترکیباتی با مقاومت ضربهای بهتر تولید کنند.
این ترکیبات به عنوان پی وی سی اصلاح شده (PVC-M) شناخته می شوند. ترکیبات PVC انعطاف پذیر یا پلاستیکی شده با طیف وسیعی از خواص نیز می توانند. با افزودن نرم کننده ها تولید شوند. انواع دیگر پی وی سی CPVC ،(PVC-C) (PVC کلردار) نامیده می شوند. که دارای خواص کلر بالاتر و PVC جهت دار (PVC-O) است که PVC-U است که در آن مولکول ها ترجیحاً در یک جهت خاص قرار می گیرند.
PVC-U
PVC-U سخت و سفت است و دارای حداکثر تنش کششی تقریباً 52 مگاپاسکال در دمای 20 درجه سانتیگراد است. و در برابر اکثر مواد شیمیایی مقاوم است. به طور کلی PVC-U را می توان در دماهای تا 60 درجه سانتی گراد استفاده کرد. اگرچه محدودیت دمای واقعی به تنش و شرایط محیطی بستگی دارد.
PVC-M
PVC-M (اصلاح شده) سفت است و چقرمگی را به ویژه در ضربه بهبود بخشیده است. مدول الاستیک، تنش تسلیم و استحکام کششی نهایی معمولاً کمتر از PVC-U است. این ویژگی ها به نوع و مقدار اصلاح کننده مورد استفاده بستگی دارد.
پی وی سی نرم
پی وی سی نرم سختی کمتری دارد. قدرت ضربه بالایی دارد. اکسترود و قالب گیری آن آسان تر است. مقاومت دمایی پایین تری دارد؛ در برابر مواد شیمیایی مقاومت کمتری دارد. و معمولاً استحکام کششی نهایی کمتری دارد. تنوع تبدیل به ترکیب در PVC پلاستیکی بیشتر از PVC-U است.
PVC-C
PVC-C (کلردار) در بیشتر خواصش شبیه PVC-U است. اما مقاومت دمایی بالاتری دارد و می تواند تا دمای 95 درجه سانتیگراد کارایی داشته باشد. در 20 درجه سانتیگراد حداکثر تنش نهایی دارد. و حداکثر تنش کششی در حدود 15 مگاپاسکال در 80 درجه سانتیگراد است.
PVC-O
PVC-O (PVC جهت دار) گاهی اوقات HSPVC (PVC با مقاومت بالا) نامیده می شود. لوله های PVC-O یک پیشرفت بزرگ در فناوری صنعت لوله پی وی سی است.
PVC-O توسط فرآیندی تولید می شود که منجر به جهت گیری ترجیحی مولکول های پی وی سی با زنجیره بلند. در جهت محیطی یا حلقه می شود.
این افزایش قابل توجه خواص را در این جهت فراهم می کند. علاوه بر مزایای دیگر، مقاومت کششی نهایی تا دو برابر PVC-U را می توان برای PVC-O به دست آورد. در کاربردهایی مانند لوله های تحت فشار. که در آن جهت تنش به خوبی تعریف شده وجود دارد. می توان دستاوردهای بسیار قابل توجهی در استحکام و یا صرفه جویی در مواد ایجاد کرد.
خواص معمول PVC-O در جهت حلقه عبارتند از:
- مقاومت کششی PVC-O – 90 مگاپاسکال
- مدول الاستیک PVC-O – 4000 مگاپاسکال
افزایش خواص با جهت گیری مولکولی به خوبی شناخته شده است. و برخی از نمونه های صنعتی بیش از سی سال است که تولید شده اند. در زمان های اخیر، آن را برای محصولات مصرفی مانند فیلم ها، کیسه های زباله با استحکام بالا، بطری های نوشابه های گازدار و موارد مشابه به کار برده اند.
تکنیک اعمال جهت گیری مولکولی برای لوله های PVC در دهه 1970 توسط یورک شایر امپریال پلاستیک صورت گرفت و در واقع اولین تاسیسات آزمایشی در سال 1974 با لوله 100 میلی متری توسط اداره آب یورکشایر انگلستان انجام شد.
کاربرد پی وی سی در صنایع مختلف
پی وی سی، به دلیل خواص و انواع گسترده ای که دارد. در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد. شکل زیر کاربردهای این ماده پلیمری را در صنایع مختلف نشان میدهد.
مواد پلیمری