پی وی سی (PVC) یا پلی وینیل کلراید آزمایشگاهی
پی وی سی (PVC) یا پلی وینیل کلراید
پلی‌وینیل کلراید (Polyvinyl chloride) یا پی‌وی‌سی (PVC) نوعی پلاستیک بسیار پرکاربرد است. به طور عمومی بیشتر از ۵۰٪ از پی وی سی ساخت بشر در ساختمان سازی استفاده میشود؛ زیرا پی وی سی ارزان بوده و خواص ویژه مناسبی دارد. در سال‌های اخیر پی وی سی جایگزین مواد ساختمان سازی سنتی نظیر چوب، سیمان و سفال در بسیاری از مناطق شده است. با وجود ظهور یک ماده ایده‌آل در ساختمان سازی همچنان نگرانی در رابطه با هزینه پی وی سی برای محیط زیست طبیعی و سلامتی انسان وجود دارد.
پلی وینیل کلراید در اوایل دهه 1930 معرفی شد که به واسطه قیمت رقابتی آن ، خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی آن، توانایی فرآیند پذیری گسترده و قابل باز یافت بودن، به یک ماده بسیار متداول در تولید مصالح ساختمانی و صنعت ساختمان مبدل شد.
دو گروه اصلی از رزین های pvc در دسترس می باشند
رزین های سوسپانسیونی همو پلیمری
رزین های پراکنشی
رزین های سوسپانسیونی بیش از 90 درصد کل بازار pvc را به خود اختصاص می دهند . آنها به صورت پودرهای سفید شامل ذرات متخلخل زبر تولید می شوند. وقتی که با افزودنی‌ها مخلوط می شوند، رزین تعلیقی یا سوسپانسیونی به یک مخلوط یا آمیزه پودری تبدیل می شود. رزین های سوسپانسیون را می توان، هم برای کاربردهایی که نیاز به نرم سازی و انعطاف پذیری ندارند به صورت رزین های صلب و سخت و، هم برای کاربردهایی که نرم کنندگی لازم دارند، به صورت رزین های انعطاف پذیر ف تولید کرد . همه رزین‌های pvc، برای اینکه بدون تجزیه وتخریب و بی‌رنگ شدن پلیمر،فرایند شوند، به افزودن پایدار کننده های حرارتی در مخلوط آمیزه‌ی خود نیاز دارند.نرم کننده ها به منظور افزایش انعطاف پذیری کمپاند (آمیزه) به فرمولاسیون اضافه می شوند.
مزایای پی وی سی (pvc):
به کمک تمام روش‌های ویژه بسپارهای گرما نرم آنها را می توان فرایند نامید.
دامنه گسترده ای از انعطاف پذیری دارند،که این خاصیت به موجب افزودن مقادیر متعددی از نرم کننده امکان پذیر می شود.
نسبتا ارزان است.
مقاومت خوبی در برابر هوازدگی و شرایط نا مساعد آب وهوایی از خود نشان می دهند.
پایداری ابعادی مطلوبی دارند.
مقاومت عالی در برابر آب و محلولهای آبی از خود نشان می دهند.
محدودیت‌های پی وی سی (pvc):
به وسیله حلال‌های قوی همانند هیدرو کربن‌های آروماتیک،استرها و حلال‌های کلردارشده شدیدا تحت حمله قرار می گیرد.
توانایی تحمل گرمایی محدودی دارد.
در اثر تخریب حرارتی پلیمر، هیدروکلریک اسید تولید می شود.
به وسسیله ترکیبات گوگردی، لکه دار و رنگی می شود.
دانسیته بالاتری نسبت به بسیاری از پلاستیک‌ها دارد.
کاربرد های پی وی سی (pvc):
کاربرد در صنعت ساختمان : لوله،لوله های سیم پیچ باریک،اتصالات،دیوارپوش،درب ها وپنجره ها.
سازه های ساختمانی وتجاری : ورقه ی وینیلی انعطاف پذیرو پوشش دهی کف با کاشی، عایق کردن وپوشش دهی سیم، نوار الکتریکی، جعبه ها و پوشش های بیرونی که به طور سخت وصلب قالب گیری شده اند.
کالاهای تفریحی و ورزشی: اسباب بازی ها و کفش های ورزشی.
کالاهای مصرفی: لوازم خانگی، چمدان، کیف دستی، کفش، رومیزی، نوارچسب، برچسب ها، جلد کتاب و دفتر و کارت های اعتباری
کاربردهای خودروی: پانل های درب داشبورت، پارچه رویی صندلی ها و تو دوزی ماشین، غالب های قسمت‌های مختلف بدنه
کاربردهای ویژه در صنایع بسته بندی و صنایع پزشکی
بطری های مات و شفاف، دستکش های طبی، کیسه های ذخیره و نگه داری خون، لوله ها و شیلنگ های مختلف
تکنیک‌های شکل دادن پی وی سی (PVC)
مخلوط کن‌های پودری: مخلوط کردن مواد مختلف توسط این مخلوط کننده‌ها انجام میگیرد. البته باید توجه کرد که در مخلوط کردن پایدارکننده‌ها، روان‌کننده‌ها، پیگمنت‌ها و… که باید مقدار آنها نسبتاً کم باشد امکان ایجاد اشکالات عملی وجود دارد.
دستگاه‌های ژلیفیکاسیون: معمولاً از نوع ماشین‌های تهیه ورقه می‌باشند.
دستگاه‌های فرم دادن: شامل یک یا چند پیچ مته‌ای گردان است.
کلندرها: جهت تهیه ورقه‌های طویل از کائوچو و ترموپلاستیک‌ها رزین نرم شده را بین دو و یا چند سیلندر عبور می‌دهند.
شکل دادن در فشار کم: قالب گیری به‌وسیله فشار و انژکسیون بسیار سریع و برای تهیه اشیا قالب گیری شده با ابعاد کم و متوسط به کار می‌رود.
قالب گیری به روش تزریقی، اکستروژن و شکل دادن حرارتی نیز از روش‌های دیگر هستند.
فراوری پلی وینیل کلراید
پلی وینیل کلراید به‌وسیله پلیمریزاسیون مونومر وینیل کلراید شکل میگیرد. تولید تجارتی قسمت اعظم پی وی سی عمدتاً از طریق بسپارش تعلیقی انجام میشود و از بسپارش‌های توده‌ای و امولسیونی به میزان کمتر و از بسپارش محلولی به ندرت استفاده میشود. پلی وینیل کلراید از بلورینگی ناچیزی برخوردار بوده اما به علت زنجیرهای حجیم بسپار (نتیجه استخلاف بزرگ کلر) از استحکام و سختی برخوردار است. تی جی برای آن بالا و به میزان ۸۱ درجه سانتیگراد است ولی میزان این تی جی آنقدر بالا نیست که فرایند با روش‌های گوناگون را دچار مشکل کند. در مقابل حرارت و نور نسبتاً ناپایدار بوده و کلرید هیدروژن از آن خارج میشود. این ماده اثرات زیان‌بخشی روی خواص اشیا دم دست (اجزای الکتریکی) علاوه بر اثرات فیزیولوژیکی بر جای می‌گذارد. پی وی سی پلاستیکی سخت است که به‌وسیله اضافه کردن روان‌کننده‌ها نرم و انعطاف‌پذیر میشود. بیشترین مورد استفاده آن فتالیت است.
پیش از قرن بیستم شیمیدان روسی ایوان استرا میسلنسکی و فریتز کلیت از کمپانی گریشم الکترون شیمی آلمان هر دو تلاش کردند تا پی وی سی را در محصولات تجاری به کار گیرند اما مشکلات در فرایند، سختی و گاهی شکنندگی پلیمر تلاش‌های آنها را بی نتیجه می‌گذاشت. در سال ۱۹۲۶ والدو سیمون از بی اف گودریچ روشی برای نرم کردن پی وی سی به‌وسیله مخلوط کزدن آن با افزودنی‌های گوناگون توسعه داد. نتیجه ماده‌ای انعطاف‌پذیر بود که به سادگی در فرایندها شرکت می‌کرد وبزودی در استفاده‌های تجاری شایع شد.
مونومر وینیل کلرید
اعتقاد بر این است که بیشتر محصولات وینیلی زمانیکه بطور صحیح مصرف شوند عموماً بی ضررند هر چند تعدادی از افزودنی‌ها و نرم‌کننده‌ها از محصول وینیلی می‌توانند نشت کنند حتی با وجود اینکه پی وی سی اسباب بازی‌های نرم به منظور نوزادان برای سال‌ها ساخته شده است، این نگرانی وجود دارد که این افزودنی‌ها از اسباب بازی‌های نرم به دهان کودکانی که آنرا به دهان می‌برند نشت کند. با وجود اینکه محصولات پی وی سی تولید شده‌اند یکی از بیشترین مواد سمی شیمیایی بنام دی-اوکسین را منتشر می‌کنند. محصولات پی وی سی زمانیکه می‌سوزند یا دفن می‌شوند می‌توانند مضرانه نفوذ کنند. سوزاندن تولید و آزاد سازی مقدار زیادی دی-اوکسین است و اجزای تشکیل دهنده کلرین که محیط زیست را می‌آلاید. در ژانویه ۲۰۰۶ اتحادیه اروپا یک تحریم برای ۶ نوع فتالیت نرم‌کننده در اسباب بازی‌ها قرار داد. در سال ۲۰۰۳ کمیسیون امنیتی محصولات مصرفی آمریکا عریضه برای تحریم مشابه در ایالات متحده را انکار کرد. با وجود این در آمریکا بیشتر کمپانی‌ها به طور اختیاری اسباب بازی‌های بشر ساخت پی وی سی برای نوزادان را متوقف کردند.
پلی وینیل کلراید سخت (U-PVC ( Unplasticized PolyVinyl Chloride
پنجره‌های یوپی‌وی‌سی همچنین محصولات فرعی وجود دارد که پروفیل‌های اکسترود شده بر پایه پلی وینیل کلراید سخت (یو پی وی سی) با مقاومت ضربه بالا است که دارای سطح خارجی سفید می‌باشند و در ساخت در و پنجره‌هایی که در دیواره خارجی ساختمان بکار می‌روند، استفاده می‌گردند. پروفیل‌ها می‌توانند کاملاً از مواد خام ساخته شده باشند و یا دارای یک هسته از ضایعات و یا مواد بازیافتی باشند که این هسته می‌تواند توسط پی وی سی سخت و بوسیله کواکستروژن پوشش داده شده باشد.
پلی وینیل کلراید و کاربردهای آن
مشخصات پلی وینیل کلراید
پی وی سی یک پلاستیک خشک است با چگالی بالا. پلی وینیل کلراید به چند دلیل مصارف زیادی در صنایع مختلف دارد که آنها را بررسی میکنیم. این ماده ترکیبی است از مشتقات نفت خام و گاز کلر که طی فرایند پلیمریزاسیون تولید می شود .
گرید های مختلف پلی وینیل کلراید
سه ویژگی اصلی که گریدهای مختلف پلی وینیل کلراید را تعیین می‌کنند عبارتند از :
جرم مولکولی : جرم مولکولی به دمایی که در آن پلیمریزاسیون اتفاق می افتد ( بین ۴۰ تا ۷۰ درجه سانتی گراد ) بستگی دارد . هر چه دما بالاتر باشد وزن مولکولی و در نتیجه آن طول زنجیرها کوتاه‌تر است .
اندازه ذرات : توسط مقدار سورفکتانت اضافه شده به سلول واکنش و شرایط تلاطم در راکتور مشخص میشود.
تخلخل ذرات : تخلخل یکی از خواص مهم و موثر در کاربردهای نهایی است. این خاصیت توسط دو عامل دما و اضافه کردن سورفکتانت کنترل میشود.
کاربرد پلی وینیل کلراید
پی وی سی در چاپ سه بعدی
بزرگترین چالش پیش‌رو در به کارگیری پی وی سی در چاپ سه بعدی از طبیعت فرساینده آن نشأت میگیرد که به شدت طول عمر اجزای داخلی پرینتر را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. تاکنون برخی تلاش‌ها در جهت ساخت نازل متناسب با پی وی سی صورت گرفته که هیچ کدام مثمر ثمر واقع نبوده‌اند.
پی وی سی و ماشین‌کاری CNC
با این اینکه این ماده می‌تواند تحت برش‌های ماشین‌های CNC قرار گیرد، تمامی متخصصین این ماشین‌ها به اثر فرسایندگی پی وی سی بر تیغه‌ی ماشین پی برده‌اند. بنابراین اگر تیغه برش، فولاد ضدزنگ یا فلزی مقاوم در برابر خوردگی و فرسایش نباشد، به مرور زمان دچار خوردگیِ زیادی خواهد شد.
پی وی سی در تزریق پلاستیک
این پلیمر در فرآیند قالب‌گیری تزریقی مورد استفاده قرار میگیرد. البته، حضور کُلُر در ساختار ماده موجب پیچیده شدن فرآیند می‌گردد. دلیل این امر در حقیقت بدین خاطر است که پی وی سیِ مذاب گاز سمیِ فرساینده‌ای از خود متساطع می‌کند. طبیعتاً، کارگاه‌های میزبان این ماشین‌آلات می‌بایست به سیستم تهویه‌ی مناسبی مجهز گردند.
پی وی سی در لباس و پوشش
از پلاستیک پی وی سی برای تولید ماده ای چرم مانند به نام رکسین استفاده میشود . این چرم مصنوعی به دلایل ارزان تر بودن، ضد آب بودن و مقاومت در برابر مواد شیمیایی برای تولید کفش ، شلوار ، کت و لوازم استفاده میشود .
پی وی سی در صنعت ساختمان
این پلیمر در ساخت لوله،لوله های سیم پیچ باریک، اتصالات، دیوارپوش، درب ها و پنجره ها بسیار پرکاربرد و ضروری است.
به طور کلی پلی وینیل کلراید مصارف کسترده ای دارد و در اکثر کالاهایی که از پلاستیک در تولید آنها استفاده شده است، به کار می‌رود.
جهت خرید به فروشگاه مراجعه کنید.
