Поли(винил-клорид)

3Д приказ ланца ПВЦ-а

Поли(винил-клорид) (поли- + винил + клорид; поливинилов клорид, тзв. само „пластика“, или скраћено ПВЦ) је пластомерни материјал грађен од линеарних и разгранатих макромолекула опће формуле –(-ЦХ₂-ЦХЦл-)_н-.

Откриће

Поливинил клорид је случајно откривен барем два пута у 19. стољећу, први пут га је открио Хенри Вицтор Регнаулт 1835. године, а други пута Еуген Бауманн 1872. године. Оба се пута полимер појавио као бијела крутина унутар боца винил клорида које су остављене на сунчевој свјетлости. У раном 20. стољећу руски кемичар Иван Остромисленскy и Фритз Клаттер из њемачког кемијског трговачког друштва Гриесхеим-Електрон су покушали користити поливинил клорид у комерцијалним производима, али је крхки полимер узроковао пропаст било којег производа. Године 1926. Wалдо Семон и Б.Ф. Гоодрицх Цомпанy осмислили су методу пластицизирања ПВЦ-а мијешајући га с различитим адитивима. Резултат је био флексибилнији и лакши за процесирати материјал који је ускоро постигао велику комерцијалну употребу.

Врсте

Крути поли(винил-клорид) прозиран је, тврд, жилав и тешко прерадљив материјал, врло постојан на утјецај атмосферилија, добрих диелектричних својстава. Међутим, изразито је крт, што се отклања кополимеризацијом, нпр. с винил-ацетатом, а потом мијешањем с другим полимерима, нпр. полиакрилатима.

Савитљиви поли(винил-клорид) садржи 20 до 30% омекшавала (најчешће естера дикарбоксилних киселина, нпр. диоктил-фталата) и лако се прерађује. С повећањем удјела омекшавала смањују се прекидна чврстоћа, модул еластичности и стаклиште, а повећава се прекидно истезање и ударна жилавост те побољшавају укупна механичка својства при нижим температурама.

Пјенасти поли(винил-клорид) се раби у производњи умјетне коже (тзв. скај), пресвлака за намјештај и возила, у израдби путних торби, итд..

Добивање и својства

ПВЦ се већином производи поступком којег називамо суспензиони поступак полимеризације. Суспензиона полимеризација је дисконтинуиран процес који се одвија у затвореном производном суставу. Укапљени винил-клорид (мономер) диспергира се у деминерализираној води и полимеризира помоћу иницијатора полимеризације уз додатак средства за одржавања стабилности суспензије. Реакција полимеризације започиње распадом иницијатора.

Добива се радикалском полимеризацијом винил-клорида, најчешће у воденој суспензији, али и у маси, емулзији и отопини, при 50 до 70°Ц и тлаку од 7-13 бара:

Н Х₂C=ЦХ-Цл --> [-Х₂C-ЦХ(Цл)-]_н

Својства ПВЦ-а могу се мијењати уградњом других мономера тијеком полимеризације, нпр. винил-ацетата или винилиден-клорида, а и додатком многобројних стабилизатора, омекшавала (пластификатора) и пунила.
Тако је познато више од стотину модификација ПВЦ-а у широком распону својстава, од тврдога и жилавога до меканога и еластомернога материјала, међу којима су крути и савитљиви поли(винил-клориди) двије темељне врсте. Захваљујући широкој примјени потрошња му стално расте и данас је већа од 37 x 10⁶ т.

Укупно трајање тог процеса је око 4 до 7 сати. Реакција се прекида при 85% претворби мономера у полимер додавањем инхибитора реакције у полимеризатор. Будући да је реакција полимеризације егзотермна, мора се одводити топлина да би се могла контролирати температура самог процеса. Топлина се одводи посредством плашта полимеризатора. Расхладни медији су вода (око 23°Ц) и потхлађена вода (око 5°Ц). Неизреагирани мономер се отплињавањем одводи у засебан сустав којег називамо рекуперација гдје се након компримирања укапљује и складиштикако би се поновно могао користити у процесу. Водена суспензија ПВЦ-а се одводи даље у спремник за складиштење суспензије, а затим се уводи у колону за стрипирање гдје се суспензији одузима мономер. Демономеризирана суспензија се складишти у спремницима суспензије одакле се одводи на центрифугирање гдје се одузима већина воде из ПВЦ-а, док се остатак влаге (воде) одузима у ротационом сушионику струјом врућег зрака. Осушени производ се циклонима одваја од зрака, потом се просијавате се пребацује пнеуматским транспортом у силосе на складиштење као готов производ

У смислу донесене добити, ПВЦ је један од најврједнијих производа у кемијској индустрији. На свијету је преко 50% произведеног ПВЦ-а кориштено у грађевини. Посљедњих неколико година ПВЦ је замјењивао традиционалне грађевне материјале као што су дрво, бетон и глина у многим подручјима. Ипак је од недавно више потицано кориштење замјенских материјала, због забринутости за околиш и због токсичних својстава ПВЦ-а. Често се рециклира, и користи се број "3" као симбол рециклаже.

Прерађивање

Поли(винил-клорид) највише прерађује екструдирањем и каландрирањем те ињекцијским прешањем, пухањем и вакуумским обликовањем.

Упораба и примјена

Има многоструку примјену, у првоме реду у грађевинарству за израдбу прозорских оквира, олука, ролета, тапета, поднога линолеума, одводних цјевовода, итд.. Добрих је електричних изолацијских својстава па у електроиндустрији служи за израдбу кућишта, а највише за изолацију електричних кабела. Користи се за електричну изолацију жица и кабела, производњу листова, цијеви (углавном клорирани поливинил клорид), прозорских оквира, филмова, филмова за спуштене стропове, умјетне коже, поливинил клорид влакана, поливинил клорид пјене, линолеум, блато теписи, пластичне ципеле, РУБ намјештаја, итд
Надаље увелике се користи за производњу амбалаже (боца, амбалаже за лијекове и козметику), а због мале пропусности за влагу и плинове раби се у облику фолија за пакирање живежних намирница. Такођер се користи за израдбу медицинских помагала, ауто дијелова, играчака, намјештаја, итд..
У пиротехници се користи за давање, жутих, зелених и црвених боја.

Проблем у свијету и токсичност

Управо због своје раширености постаје један од великих еколошких проблема, чему придоноси и његова токсичност у свим фазама од производње, преко употребе до одлагања.

Нуспродукт производње ПВЦ-а су диоксини - један од најтоксичнијих икад створених кемијских спојева. Већ у изузетно малим количинама узрокује туморе, болести ендокриних жлијезда, смањење имунитета, дијабетес, кожне проблеме, те угрожава репродуктивну способност. I други токсични спојеви, нуспродукти производње ПВЦ-а, попут етилен диклорида или винил клорида, такођер се у испушним плиновима и отпадним водама испуштају у околиш.

Извори

• Технички лексикон, Лексикографски завод Мирослав Крлежа; главни уредник: Звонимир Јакобовић. Тискање довршено 21. просинца 2007.г., Националне и свеучилишне књижнице у Загребу под бројем 653717. ИСБН 978-953-268-004-1, стр. 666.