پلی وینیل کلراید و کاربردهای آن

پلی وینیل کلراید (PVC) یکی از رایج ترین پلیمرهای موجود در بازار است. پی وی سی به طور طبیعی کاملا سفید و بسیار سفت و سخت بوده و یکی از قدیمی ترین پلاستیک های جهان است. پی وی سی اولین بار در سال 1872 کشف شد اما در سال 1913 یک مخترع آلمانی به نام فردریش هاینریش آگوست کلاته از نور خورشید برای پلیمریزاسیون وینیل کلرید استفاده کرد و از آن موقع وارد کاربردهای تجاری شد.

در اواسط دهه 1900، تقاضا برای جایگزین شدن آن برای لاستیک طبیعی به شدت افزایش یافت و تولید PVC افزایش پیدا کرد. پی وی سی به دلیل مقاومت در برابر نور، مواد شیمیایی و خوردگی در صنعت ساختمان سازی محبوبیت خاصی دارد. امروزه از این ماده  هنوز به طور گسترده در محصولات مراقبت های بهداشتی، فناوری اطلاعات، حمل و نقل، منسوجات و ساخت و ساز استفاده می شود.

پلی وینیل کلراید چیست؟

این ماده  از طریق پلیمریزاسیون مونومر وینیل کلرید تولید می شود. تولید مونومر وینیل کلرید شامل ایجاد کلر از طریق الکترولیز آب نمک است. سپس کلر با اتیلن ترکیب می شود و اتیلن دی کلرید تولید می کند که در دماهای بسیار بالا به مونومر وینیل کلرید تبدیل می شود. سپس مونومر وینیل کلرید پلیمریزه می شود تا پلی وینیل کلراید تولید شود.

این ماده به دو شکل اصلی تولید می شود: پلیمر غیر پلاستیک و پلاستیک انعطاف پذیر. PVC  در شکل غیر پلاستیکی سفت و سخت اما شکننده است. اما فرم انعطاف پذیر نرم تر است و خم شدن آن آسان تر است.  شکل انعطاف پذیر با افزودن نرم کننده هایی مانند فتالات ها به شکل سفت و سخت PVC ایجاد می شود.

به طور کلی، پلی وینیل کلراید سفت و سخت برای کاربردهایی مانند ساخت و ساز، لوله کشی ها و کشاورزی استفاده می شود، در حالی که PVC انعطاف پذیر به عنوان جایگزین لاستیکی و برای کاربردهایی مانند عایق کابل برق استفاده می‌شود.

خواص پلی وینیل کلراید

این ماده به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا و عایق الکتریکی و حرارتی خوب برای بسیاری از کاربردها ماده ای مناسب در نظر گرفته می شود. علاوه بر این،  PVC سخت را می توان در دمای 60 درجه سانتی گراد بدون ذوب استفاده کرد زیرا به راحتی به هم چسبانده، جوش داده، ماشینکاری، خم می شود یا شکل می گیرد. علاوه بر این، محصولات ساخته شده از PVC قابل بازیافت هستند، هرچند ممکن است بازیافت آنها به دلیل محتوای کلر بالا سخت باشد و حتی در برخی از فرآیندهای بازیافت ممکن است ترکیب شیمیایی آن تغییر پیدا کند.

پلی وینیل کلراید انعطاف پذیر دارای مجموعه ای از خواص فیزیکی و مکانیکی کاملا متفاوت است و نسبت به نوع سخت مقاومت شیمیایی بسیار کمتری دارد و در دماهای بالا بسیار سریعتر از بین می رود.

پردازش PVC منعطف آسانتر از PVC سخت است و به دلیل انعطاف پذیری و استحکام ضربه بالا برای بسیاری از کاربردها استفاده می شود. با این حال، پلی وینیل کلراید انعطاف پذیر برای کاربردهای مرتبط با مواد غذایی به دلیل مواد شیمیایی که گاهی اوقات برای پلاستیک سازی استفاده می شود، مناسب نیست.

کاربردهای پلی وینیل کلراید

پلی وینیل کلراید و به طور خاص نوع سخت آن، یکی از محبوب ترین و مهم ترین ترموپلاستیک های مورد استفاده برای کاربردهای تجاری و صنعتی است. برخی از محبوب ترین کاربردهای پی وی سی سخت شامل لوله ها، سقف ها، جعبه های توزیع برق، سوئیچ ها، محفظه دوشاخه و پایانه های باتری هستند. پلی وینیل کلراید سخت را می توان در کالاهای مصرفی مانند بطری ها، ریل های پرده، جعبه های صوتی و تصویری وکارت های اعتباری نیز یافت.

پلی وینیل کلراید فلکسیبل به دلیل خواص مکانیکی، کاربردهای متفاوتی دارد. این ماده انعطاف پذیر برای ساخت غشاهای ضد آب، عایق کابل، پوشش سقف، عایق سیم کشی، تسمه نقاله و شیلنگ استفاده می شود و همچنین برای کاربردهای پزشکی متعددی از جمله چادرهای اکسیژن، کیسه ها و لوله های انتقال خون، قطره چکان و مایعات دیالیز نیز استفاده می شود.

دلیل انتخاب پلی وینیل کلراید چیست؟

پلی وینیل کلراید یک جایگزین بادوام، مقرون به صرفه و همه کاره برای مصالح ساختمانی سنتی مانند چوب، فلز، لاستیک و شیشه است. همچنین در برابر مواد شیمیایی مقاوم است، به همین دلیل است که اغلب در لوله کشی فاضلاب استفاده می شود.

با این حال، برخی از پلاستیک های دیگر دارای نقطه ذوب بالاتر یا خواص عایق موثرتری نسبت به PVC هستند. به عنوان مثال، پلاستیک PET یک جایگزین غیر سمی برای PVC انعطاف پذیر است که اغلب برای بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود.