O Polivinil hloridu i aditivima

Polivinil Hlorid – PVC

Polivinil Hlorid poznatiji i po skraćenici PVC, je vrsta plastične mase od koje se proizvode mnogi proizvodi koji imaju široku primenu u našem svakodnevnom životu (vodovodne i kanalizacione cevi, prozori i vrata, ambalaža za životne namirnice, izolacija za žice i kablove, fasade, itd). Njegova široka primena je moguća zahvaljujući osobinama samog materijala:

• Čvrst a lagan – ima malu specičnu težina
• Pogodan za obrađivanje - može se lako rezati, oblikovati, variti i spajati u različite oblike
• Otporan na degradaciju, hemijske agense, truljenje, koroziju i mehaničke udarce i abraziju.
• dugovečan i izdržljiv
• poterbno je vrlo malo održavanje
• niska cena,
• pogodan je za reciklažu
• mala potrošnja energije i sirovina za njegovo dobijanje
• dobar izolator za toplotu, električnu energiju i zvučne talase
• teško zapaljiv 

Hemijski sastav PVC-a

Hemijski sastav poli(vinil hlorid) -a omogućuje ovoj vrsti plastične mase ove osobine koji ga izbacuju u sam vrh poželjnih materijala za raznorazne proizvode. PVC je polimer – polimeri su velike molekule koje su sastavljene od manjih molekula istog sastava. Molekula je sastavljena od atoma ugljenika (C), vodonika (H) i Hhlora (Cl) ili hemijska formula glasi (CH2=CH-CL)n.

Molekula Poli(vinil) Hlorida

Više o hemijskom sastavu možete pročitati na ovom sajtu.

Proces dobijanja Polivinil hlorida

Molekul poli(vinil hlorid)-a se dobija preradom petroleuma ili prirodnog gasa i soli. Hlor koji se koristi za proizvodnju PVC-a se izdvaja iz kuhinjske soli (50% težine PVC-a je iz soli). Nizom procesa molekul soli (NaCl) se „cepa“ i dobijaju se Na+ i Cl- joni. Ovako dobiveni jon Cl- ulazi u reakciju sa etilenom ili acetilenom i dobija se Vinil Hloridni Monomer (skraćeno VCM). Radi se o vrlo zapaljivom i ekspolzivnom gasu koji poseduje opojna svojstva i treba pažlivo da se čuva i transportuje. 

Proces dobijanja PVC

Vinil hloridni monomer se zatim pod pritiskom utečnjava i kao takav se unosi u reaktor za polimerizaciju u kome se nalaze voda i katalizatori koji pomažu u burnoj reakciji polimerizacije - hemijski proces u kome se dobija poli(vinil hlorid) koji ima stabilnu molekulu koja ne ulazi u rekacije sa drugim jedinjenima. Ovako dobiven materijal ima praškasu strukturu ili je u vidu smole.

Aditivi

U praksi ovakav sirovi polivinil hlorid se vrlo retko koristi,posebno kada se upotrebljava za proizvodnju  stolarije. On ulazi u nove industrijsko-hemijske procese gde mu se dodaju druga jedinjenja (nazvani još i aditivi) koji omogućuju njegovu širu i bolju primenu i daleko bolje osobine.

Najčešći aditivi u proizvodnji PVC stolarije su:

• Spoljašni i unutrašnji lubrikanti 
• Stabilizatori toplote 
• Akrilni polimeri 
• Titanijum Dioksid 
• Plastifikatori (ftalati) 

Lubrikanti (maziva, masti)

To su masni alkoholi i estri koji imaju ulogu maziva ili podmazivanja. Mogu da budu spoljašni i

unutrašnji. Oni se dodaju u toku proizvodnje u procesu zvanom ekstruzija (istiskivanje) i nemaju značaj za vreme eksploatacije stolarije. Bez ovih podmazivača, PVC će se uvijati i ponašati kao testo tako da nije moguće raditi sa njim, a može se i zapaliti u ekstruderu.
Spoljašni lubrikanti se nanose na površini PVC mase koja izlazi iz mašine u vidu tankog sloja, dok se unutrašnji ubrizgavaju u unutrašnjost polivinilne mase. 

Kao lubrikanti najčešće se koriste:

• Parafinski vosak i
• Stearinska kiselina.

Toplotni stabilizatori

Najčešće se koristi kalaj i njegova jedinjenja koji imaju ulogu da stabilizuju PVC masu tokom proizvodnje, i da povećavaju izdržljivost PVC stolarije na vremenske nepogode.

Akrilni polimeri

Akrilni polimeri imaju više uloga:

• pojačavaju otpornost na mehaničke udare 
• sprečavaju pojavu pukotina na prozorima, 
• povećavaju otpornost na sunčeve zrake 
• produžavaju trajnost PVC stolarije 

Akrilni polimeri se dodaju prilikom obrade PVC-a i utiču na konzistenciju materijala kada se on pretvara u plastičnu masu tako što se molekule akrilnih polimera „rastvaraju“ u molekulama polivinil hlorida, i tako grade homogenu masu. Dodavanjem ovih jedinjenja postiže se to da se PVC topi i hladi u jednakim stepenima i na celoj površini, tako da je kvalitet smese uramnotežen. Osim toga prozori i vrata dobivaju elstičnost. Bez dodavanja akrilnih polimera oni su manje otporni na vremenske neprilike i previše krti (što otežava manipulaciju pri montiranju i transportu).


Titanium Dioksid - TiO2

Sastavni deo pigmenta koji se koristi za dobijanja bele boje (10% od težine PVC stolarije otpada na TiO2). Osim boje, titanijum dioksid povećava otpornost na UV zrake koji su odgovorni za to što boja bledi. Beli pigment odbija sunčeve zrake i sprečava da se toplotna energija zadržava na površini prozorskog rama ili u njegovim komorama. Titanijum Dioksid je relativno skup, ali je neophodan kako bi PVC stolarija zadržala svoje karakteristike tokom više decenija.


Plastifikatori (ftalati)

Plastifikatori (ftalati) se dodaju PVC materijalu da bi se dobila mekost i elastičnost. Radi se o estrima ftalatne kiseline i alifatskih alkohola. Bez njih Polivinil hlorid bi bio težak, krt i težak za obradu.