امروز و در این مقاله علمی و آموزشی به معرفی یکی از پرکاربردترین و مهمترین انواع پلیمر در جهان خواهیم پرداخت، یعنی پی وی سی . پی وی سی سومین پلیمر پر استفاده در جهان، پس از انواع گریدهای پلی اتیلن سبک و سنگین و انواع پلی پروپیلن هاست. در این مقاله همچنین با خواص، کاربردها این ماده، افزودنی های پی وی سی، آمیزه سازی گرم و سرد و …. آشنا خواهید شد.
PVC چیست؟
به گزارش صنایع پلاستیک، پلی‌وینیل کلراید ( Polyvinyl chloride) یا پی‌وی‌سی (PVC) نوعی پلاستیک بسیار پرکاربرد است و در شرایط حاضر یکی از ارزشمندترین محصولات صنعت پتروشیمی است.
به‌طور عمومی بیشتر از ۵۰٪ از پی وی سی ساخت بشر در ساختمان‌سازی استفاده می‌شود؛ زیرا پی وی سی ارزان بوده و به سادگی سر هم‌بندی می‌شود. در سال های اخیر پی وی سی جایگزین مواد ساختمان‌سازی سنتی نظیر چوب، سیمان و سفال در بسیاری از مناطق شده‌است. با وجود ظهور یک ماده ایده آل در ساختمان‌سازی همچنان نگرانی در رابطه با هزینه پی وی سی برای محیط زیست طبیعی و سلامتی انسان وجود دارد.
کاربرد های PVC
موارد استفاده فراوانی برای پی وی سی شامل: وینیل سایدینگ (دیوارپوش)، کارت های مغناطیسی، برش عمودی پنجره‌ها، صفحات گرامافون، لوله، کانال و لوازم نصب کردنی، کیف، پنجره‌های غیرشفاف (بدون دید) و در شکل نرم آن برای لباس، اثاثه یا لوازم داخلی نظیر پرده، کف‌سازی و ساختن سقف، پوسته کابل‌های الکتریکی، توپ‌های بازی سبک‌وزن وجود دارد.
همچنین پی وی سی ماده ای است که اغلب برای لوله‌کشی آب و فاضلاب به علت ارزان بودن و انعطاف‌پذیر بودن آن استفاده می‌شود. (منبع)
خواص پی وی سی (PVC)
- استحکام بالا.
- مقاوم در برابر شرایط آب و هوایی نامناسب.
- فرآیند پذیری مناسب.
- ارزان.
- خود اطفاء.
- دمای ذوب حدود ۸۰ درجه سانتیگراد.
- مقاوم در برابر V.
- چگالی ۰.۸ تا ۴۷/۱ (g/cm3).
- سازگاری با افزودنی ها.
- غیر محلول در الکل ها ، هیدروکربن ها ، استون.
- خواص الکتریکی عالی.
- قابل استفاده مداوم در ۶۰ درجه سانتیگراد.
- مقاوم در برابر مواد شیمیایی، روغن ها ، اسیدهای ضعیف.
- محلول در متیل کتون ، تولوئن ، نیتروبنزن.
افزودنی های پی وی سی
- استابلایزر ( پایدار کننده حرارتی ).
- روان کننده ها.
- نرم کننده (پلاستی سایزر).
- ایمپکت مدیفایر ( اصلاح کننده ضربه ای ).
- کمک فرآیند پی وی سی .
- رنگدانه .
- روغن دی او پیو اپوکسی.
- پارافین واکس.
- اسید استئاریک.
- تیتان.
- پیگمنت.
- استئارات کلسیم.
مثال برای مقدار استفاده از افزودنی ها
آمیزه سازی پی وی سی
علت آمیزه سازی: به دلیل تنوع مصرف پی وی سی در محصولات مختلف، این ماده به صورت پودر از پتروشیمی ها تحویل مشتریان می گردد. بنابراین آمیزه سازی آن با مواد مورد نیاز آن محصول الزامی است.
مراحل آمیزه سازی :
- توزین مواد تشکیل دهنده طبق فرمولاسیون
- آمیزه سازی گرم (Hot Mixing)
- آمیزه سازی سرد (Cold Mixing
آمیزه سازی گرم
میکسر مورد استفاده در این مرحله، دارای سرعت بسیار بالا (حدود ۱۰۰۰ دور در دقیقه ) با طراحی ویژه برای پره های آن می باشد. به همین دلیل به آن Turbo Mixer)TRM) و به دلیل قدرت آمیزه سازی بالای آن Intensive Mixer نیز می گویند.
دلیل اطلاق آمیزه سازی گرم به این مرحله افزایش دمای آمیزه در اثر اصطلاک زیاد آمیزه و میکسر می باشد.
موارد قابل توجه در خصوص آمیزه سازی گرم که تاثیر مستقیم بر روی اثر بخشی آمیزه سازی و کیفیت محصول نهایی دارند:
- میزان پر شدگی میکسر (Filling Factor)
- میزان آمپراژ دستگاه در حین فرآیند
- حداکثر دمای آمیزه سازی
- زمان آمیزه سازی
- رطوبت آمیزه
- خلل و فرج پی وی سی
آمیزه سازی سرد
- به منظور کاهش دمای آمیزه و جلوگیری از کلوخه شدن آنها پس از آمیزه سازی گرم ، از میکسر سرد استفاده می گردد.
- این میکسر دارای ژاکت آب سرد و سرعت پره کم می باشد که آمیزه را تا دمای ۳۰ درجه سانتیگراد سرد می کند.
به دلیل عایق بودن پی وی سی و ایجاد الکتریسیته ساکن در حین آمیزه سازی به خصوص در میکسر گرم ، آمیزه میکس شده حداقل ۲۴ ساعت استفاده نمی شود. (منبع)
اثر استابلایزر در پی وی سی
دماهای بالای ۱۷۰ درجه درمواد پی وی سی سبب آزادشدن کلر و هیدروژن از ساختار آن و تشکیل هیدروژن کلرید می گردد که این عمل سبب ضعف در پلیمر و ایجاد ساختار حساس در پی وی سی می گردد و سبب تخریب بیشتر پلیمر می شود . در تصویر زیر نحوه عملکرد پایدار کننده حرارتی را میتوان مشاهده نمود .
منابع:
گردآوری و ترجمه : واحد R&D شرکت NBM
