پلی وینیل کلراید (PVC) یا وینیل یک پلیمر ترموپلاستیک همه کاره و اقتصادی است که در صنایع مختلفی مانند ساختمان‌سازی، لوله ها، عایق‌سازی سیم‌ها و کابل‌ها، لوازم پزشکی و … کاربرد وسیع دارد. PVC سومین پلیمر پرمصرف جهان بعد از پلی‌اتیلن و پلی‌پروپیلن می‌باشد. این پلیمر به پلی‌کلرو‌اتیلن نیز معروف است.

PVC یک ماده شکننده، جامد و سفید رنگ است که به دو شکل پودر و گرانول عرضه می‌شود. با توجه به خواص بسیار خوب آن مانند سبک وزنی، ماندگاری و دوام، ارزان بودن و فرآیندپذیری آسان، امروزه PVC جایگزین مواد مرسوم ساختمان‌سازی مانند چوب، فلزات، بتن، لاستیک، سرامیک و … در برخی از کاربردها شده است.

با کلرینه کردن اتیلن و انجام واکنش پیرولیز، مونومر وینیل‌کلراید به‌دست آمده و با پلیمریزاسیون آن به دو روش سوسپانسیون یا امولسیون/بالک، پلی‌وینیل‌کلراید تولید می‌شود.

مهم‌ترین خواص و مزایای PVC:

  1. خواص الکتریکی: با توجه به قدرت دی‌الکتریکش یک ماده‌ی عایق الکتریکی بسیار خوب است.
  2. ماندگاری: مقاوم به آب و هوا، پوسیدگی شیمیایی، خوردگی، سایش و ضربه می‌باشد.
  3. بازدارندگی شعله: به علت درصد بالای کلر موجود در PVC، این پلیمر خاصیت خود-خاموش‌شوندگی دارد.
  4. مقرون به صرفه بودن: این پلیمر از خواص فیزیکی و مکانیکی بسیار خوب، در عین حال بها‌ی کم برخوردار است و عمر بالا و نیاز به نگهداری کمی دارد.
  5. خواص مکانیکی: مقاوم به سایش، سبک و چقرمه است.
  6. مقاومت شیمیایی: مقاوم به مواد شیمیایی معدنی، اسیدها و بازهای رقیق و هیدروکربن‌های آلیفاتیک می‌باشد. اما نسبت به کتون‌ها، هیدروکربن‌های آروماتیک و کلرینه، استرها، بعضی اترهای آروماتیک و آمین‌ها و ترکیبات نیترو‌دار مقاومت خوبی ندارد.
  7. بازیافت‌پذیری: محصولات PVC به طور ۱۰۰% قابل بازیافت هستند.

معایب و محدودیت‌های PVC:

  1. پایداری حرارتی پایین
  2. تغییر خواص با گذشت زمان در اثر مهاجرت نرم‌کننده‌ها
  3. مقاومت شیمیایی پایین‌تر PVC منعطف
  4. دمای سرویس مداوم پایین برای PVC سخت

به طور کلی PVC در دو حالت منعطف و سخت تولید می‌شود. با اعمال کمی تغییرات بر روی PVC انواع مختلفی از آن مانند CPVC، PVC-O و … تهیه و مصرف می‌شود.

PVC منعطف یا نرم شده (PVC-P): با افزودن یک نرم‌کننده‌ی مناسب به PVC مقدار کریستالینیتی آن کاهش و شفافیت و انعطاف آن افزایش می‌یابد.

PVC سخت (UPVC یا PVC-U یا uPVC): یک پلاستیک مقرون به صرفه و سخت با مقاومت بالا به صربه، آب، آب و هوا، مواد شیمیایی و محیط خورنده می‌باشد.

PVC کلرینه یا پرکلرووینیل: با کلردار کردن رزین PVC، دوام، پایداری شیمیایی و بازدارندگی شعله (flame retardancy) افزایش می‌یابد و می‌تواند در محدوده‌های دمایی گسترده‌تری مورد استفاده قرار گیرد.

PVC-O: با تغییر ساختار آمورف UPVC به ساختاری لایه‌ای و جهت‌گیری محوری واحد‌های آن خواص فیزیک مانند سختی، سبکی و … بهبود می‌یابد.

PVC-M: آلیاژی از PVC است که خواص چقرمگی و مقاومت به ضربه‌ی بهتری دارد.

خاصیت PVC منعطف PVC سخت
فرمول شیمیایی (C۲H۳Cl)n (C۲H۳Cl)n
نام IUPAC poly(1-chloroethylene) poly(1-chloroethylene)
چگالی (g/cm۳) ۱.۳ – ۱.۷ ۱.۳۵ – ۱.۵
دمای ذوب (oC) ۱۷۰-۲۱۰ ۱۷۰-۲۱۰
دمای انتقال شیشه‌ای Tg(oC) -۵۰ تا ۵ ۶۰ تا ۱۰۰
ضریب انبساط حرارتی * ۵-۱۰(oC) ۵-۲۰ ۵-۱۸
انقباض (%) ۰.۲ – ۴ ۰.۱ – ۰.۶
جذب آب در ۲۴ ساعت (%) ۰.۲ – ۱ ۰.۰۴ – ۰.۴
ثابت دی‌الکتریک ۳ – ۵ ۳ – ۴
قدرت دی‌الکتریک (kV/mm) ۱۰ – ۳۰ ۱۰ – ۴۰
مقاومت به آتش (LOI) (%) ۲۰ – ۴۰ ۴۰ – ۴۵
مدول یانگ (GPa) ۰.۰۰۱ – ۱.۸ ۲.۴ – ۴
رسانایی حرارتی (W/m.K) ۰.۱۶ ۰.۱۶
Click to rate this post!
[Total: ۳ Average: ۵]