Sve što treba da znate o polivnil hloridu (PVC)

Šta je polivinil-hlorid (PVC) i gde se koristi?

Polivinil-hlorid (PVC) je jedan od najčešće korišćenih termoplastičnih polimera u svetu,  pored poliestera (polietilena teraftalata- PET) i polipropilena - PP. To je prirodno bela i vrlo krhka (ukoliko nisu dodati plastifikatori) plastična masa. Prvi put je sintetizovana 1872 godine a komercijalno proizvedena od strane firme B.F. Goodrich 1920-ih. Poređenja radi, mnoge druge danas šiiroko raširene plastične mase su sintetizirane i ušle u upotrebu  u četrdesetim i pedesetim godinama prošlog veka. PVC se najčešće koristi u građevinskoj industriji (stolarija, instalacije, zidgne i podne obloge, itd), ali i u mnogim drugim oblastima (medicini, tekstilnoj industriji, elektroindustriji, itd).

Kako se PVC proizvodi?

Polivinil hlorid se dobija na tri različita načina i procesa:

·      

• Preko polimerizacije rastvora (suspenzije)
• Preko emulzione polimerizacije
• Preko polimerizacije plastične mase koja je u rasutom stanju 

Karakteristike PVC-a

Neke od najvažnijih karakteristika PVC plastike su relativno niska cena, otpornost na uticaje okoline (na hemikalije i na alkalne metale), visoka tvrdoća i izvanredna čvrstoća koja nije uobičajena za plastične mase, kao i mogućnost za recikliranje.

Polivinil hlorid može da bude:

• kruti ili neplastificirani (rPVC ili uPVC)
• fleksibilni ili plastificirani (PVC)

Kruti PVC se takođe koristi u građevinarstvu u cevima za vodovod i kanalizaciju, a u SAD iza prekiravanje zidova.

Fleksibilni i plastificirani PVC je mekši i podložniji savijanju od neplastificiranog PVC-a zbog dodavanja plastifikatora kao što su ftalati (npr. Diisononyl ftalat - DINP). Fleksibilni PVC se obično koristi u građevinarstvu kao izolacija na električnim žicama ili u podnim oblogama kao zamjena za gumu u stanovima, bolnicama, školama, itd.

Prednosti polivinil hlorida

• lako dostupan
• relativno jeftin.
• veoma gust i čvrst
• otporan na deformacije udarca (u odnosu na druge plastične mase)
• veoma dobru zatezna čvrstoća
• otporan na uticaj hemikalija i alkalnih metala

 Nedostaci polivinil hlorida

• ima veoma slabu toplotnu stabilnost. Zbog toga se tokom proizvodnje dodaju aditivi koji ga stabilizuju na visokim temepraturama.
• ispušta toksične pare na visokim temperaturama, kada se istopi i zapali

Da li je PVC toksičan?

Ukoliko se zapali, PVC može da bude opasan po zdravlje, jer ispušta gasove hlorovodonika (HCl). U slučajevima gde je verovatnoća požara visoka, preporučuje se izolacija električnih vodova bez PVC-a. Gasovi se mogu emitovati i pri topljenju materijala (kod 3D štampanja, CNC obrade i ubrizganja).

Termoplastična i termoreaktivna plastika

Polivinil-hlorid je termoplastični materijal. Sve plastične mase u odnosu kako se reaguju na tempaturu mogu da budu podeljene u dve grupe:

• termoplastične
• termoreaktivne

Termoplastična plastika postaje tečna kada se dovede do tačke topljenja (raspon za PVC varira od 100 stepeni Celzijusa do 260 stepeni Celzijusa u zavisnosti od aditiva). Zatim, kada se ohlade i ponovo zagreju nemaju nekih značajnih degradacija u supstanci. Umesto sagorevanja, oni se rastvaraju, a to omogućava da se oni lako ubrizgavaju i recikliraju.

Nasuprot tome, termoreaktivne plastike se mogu zagrejati samo jednom (obično tokom procesa injekcionog procesa oblikovanja u kalupima). Ukoliko se zagreju do tačke topljenja, dolazi do nepovratne hemijske promene u supstanci i one jednostano izgore. Ova karakteristika čini termoreaktivne plastične mase lošim kandidatima za recikliranje.

Upotreba polivinil-hlorid u 3D štampačima, kalupima za ubrizganje i CNC mašinama

U radu sa PVC-om postoje dva glavna problema koji ograničavaju njegovu upotrebu u ovim mašinama.

1. Prvi je emisija toksičnih i korozivnih gasova pri topljenju materijala. To se dešava u određenoj meri kod 3D štampanja, obrade pomoću CNC mašina i ubrizganja. 
2. Drugi je njegova korozivna priroda. Ovo je problematično kada PVC dolazi u kontakt sa metalnim mlaznicama, rezačima i kalupima koji su napravljeni od materijala koji nije od nerđajućeg čelika ili drugog metala koji je otporan na koroziju 

3D printanje i CNC obrada:

CNC mašina

PVC se ne upotrebljava za 3D printanje zbog korozivnosti koja može da ošteti printere. Polivinil-hlorid se generalno može rezati na CNC mašinama, ali je veoma česta njegova degradacija i potrebno je veliko znanje i pažnja pri radu. Osim toga, PVC je izuzetno abrazivan i korozivan prema metalnim delovoma CNC mašine (rezači) ukoliko su nezaštićeni i podložni koroziji.




Ubrizgavanje u kalupe (brizgnje)

Polivinil-hlorid se može ubrizgavati u kalupe (oroces je još poznat kako brizganje), slično kao i druge plastične mase, ali hlor koji se sadrži u njegovom hemijskom sastavu komplikuje proces zato što rastopljeni PVC može da ispusti korozivni toksični gas. Iz tog razloga, prostorije moraju biti opremljene sistemima za ventilaciju. Slično kao i kod obrade CNC mašinama metalni delovi kalupa treba da budu otporni na koroziju, (izrađeni od nerđajućeg ili hromiranog čelika).

Brizganje

U toku samog procesa može se pojaviti skupljanje PVC-a u kalupima. Koliko će se materijal skupiti zavisi od nekoliko faktora, kao što su jačina i tvrdoća materijala, veličina otvora kalupa, veličina pritiska, vremena zadržavanja, temperature topljenja, debljine zidova kalupa, temperature kalupa, procenat i vrsta aditiva i slično.