Polichlorek winylu – wytwarzanie, rodzaje i zastosowanie

Materiały syntetyczne stanowią nieodłączny element naszej cywilizacji. Wytwarza się z nich opakowania, torby zakupowe czy artykuły dla dzieci. Z plastików produkowane są także części do samochodów, komponenty budowlane i systemy kanalizacyjne. Użytkowanie przedmiotów zrobionych z tworzyw sztucznych jest dla nas czymś zupełnie naturalnym – i w niektórych sytuacjach – całkowicie niezauważalnym. Warto wiedzieć, że wiele z tych rzeczy tworzona jest z polichlorku winylu, czyli niezwykle uniwersalnego materiału o niezliczonych zastosowaniach. Jak się go wytwarza, dzieli i używa? Wskazujemy, czym jest czym jest materiał PVC i jakie jest najczęstsze zastosowanie PVC w praktyce.

PCV, PVC i PCW – zamieszanie w nazewnictwie, który skrót jest poprawny

Co to za skrót PVC? Polichlorek winylu to substancja chemiczna będąca termoplastycznym polimerem, której anglojęzyczna nazwa brzmi polyvinyl chloride, czyli w skrócie: PVC. To właśnie ten termin jest najczęściej stosowany do oznaczania wspomnianego tworzywa. Warto zaznaczyć, że w sprzedaży międzynarodowej w zasadzie nie stosuje się innych terminów, jak tylko polyvinyl, vinyl lub PCV. W tym momencie warto zastanowić się, czy PCV i PVC to to samo? Odpowiedź brzmi: nie. Polscy sprzedawcy niekiedy zamieszczają na swoich produktach oznaczenie PCV, które jest całkowicie niepoprawnym wariantem angielskiego skrótu. Dlaczego więc część podmiotów nadal stosuje ten błędny znak? Przede wszystkim z uwagi na przyzwyczajenia konsumenckie, które bardzo silnie wrosły w świadomość kupujących. Prawidłowo spolszczonym skrótem polichlorku winylu jest PCW i jako taki może być stosowany na równi z międzynarodowym PVC. Warto o tym pamiętać i trzymać się poprawnej wersji!

Skąd wzięło się PVC – krótka historia materiału

Pierwsze prace nad syntezą polichlorku winylu sięgały I połowy XIX wieku. PVC, podobnie jak wiele innych substancji chemicznych, został odkryty przypadkowo. Francuscy badacze nie mieli wówczas pewności, do czego służy uzyskany w wyniku reakcji chemicznej proszek. Niedługo po tym wydarzeniu zaniechano prowadzenia dalszych badań nad uzyskanym tworzywem. Do problemu wrócono niedługo potem w Niemczech. W 1872 roku niemiecki chemik Eugen Baumann zaobserwował polichlorek winylu w wyniku wytrącenia się białego ciała stałego w laboratoryjnej kolbie. Substancja pojawiła się w pozostawionym przez kilka tygodni naczyniu z chlorkiem winylu. Uzyskana substancja była krucha, nietrwała i trudna w obróbce, przez co nie zyskała zbyt dużej popularności. Przełom nastąpił w XX wieku. Najpierw, w 1912 roku, opracowano metodę tworzenia substancji żywicznych z winylowych związków. Później, w 1926 roku, amerykańscy naukowcy opracowali technikę uplastyczniania PVC, mieszając tworzywo z innymi dodatkami. Dziś syntetyk jest powszechnie stosowanym produktem, którego globalny wolumen produkcji liczony jest w dziesiątkach milionów ton rocznie.

Jak wytwarza się polichlorek winylu?

Polichlorek winylu wytwarza się w wyniku zachodzenia kontrolowanej reakcji chemicznej – a dokładniej – polimeryzacji monomeru chlorku winylu. W trakcie trwania tego procesu (realizowanego w warunkach przemysłowych w specjalnych reaktorach) cząsteczki chlorku winylu łączą się w długie łańcuchy polimerowe. Istnieją różne metody polimeryzacji, choć obecnie stosuje się przede wszystkim trzy techniki wytwarzania. Wskazujemy poniżej, jak PVC materiał jest tworzony w wyniku zachodzenia poszczególnych procesów.

• Polimeryzacja suspensyjna. Najczęściej stosowana metoda tworzenia PVC. To proces polimeryzacji w zawiesinie, dzięki któremu uzyskuje się produkt końcowy w formie niewielkich kulek (perełek polimeru). Mieszaninę bardzo dokładnie się miesza, aby ograniczyć ryzyko sklejania się fragmentów monomeru.
• Polimeryzacja emulsyjna. To wieloetapowy proces wytwarzania PVC w środowisku rozpraszającym z zastosowaniem emulgatorów. Zachodzi on poprzez przygotowanie mieszaniny reakcyjnej, która składa się z monomerów, inicjatorów, środków powierzchniowo czynnych, wody demineralizowanej i stabilizatorów. W wyniku wzrostu temperatury i pracy mieszalnika, w krótkim czasie tworzy się emulsja poddawana odparowaniu.
• Polimeryzacja w masie. Przebiega w trzech etapach: inicjacji, propagacji i zakończeniu łańcucha. To kosztowny proces produkcyjny, dzięki któremu można uzyskać wysokojakościowy typ PVC cechujący się bardzo dużą czystością. Przykładowo, technika pozwala na uzyskanie niemal całkowicie przezroczystych polimerów stosowanych w branży optycznej i medycznej.

Rodzaje i właściwości PVC

PVC występuje w wielu różnych odmianach, z których każda ma specyficzne właściwości – dostosowane do określonych zastosowań produkcyjnych. W celu uporządkowania tematu wyróżniamy rodzaje oraz właściwości PVC dla poszczególnych typów tego tworzywa.

Rodzaj PVC	Właściwości PVC
PVC U	Wytrzymałe tworzywo o wysokiej odporności na działanie sił mechanicznych. Jest w stanie wytrzymać obciążenie sięgające nawet kilkuset atmosfer, co pozwala na stosowanie polimeru w najbardziej wymagających obszarach. Ten twardy syntetyk służy m.in. do produkowania elementów instalacji wodociągowych i kanalizacyjnych. Charakteryzuje się dobrą odpornością na działanie substancji chemicznych i wysoką trwałością. Ma szerokie zastosowanie w branży budowlanej i medycznej.
PVC P	Polichlorek winylu o plastycznej strukturze. To bardzo miękki, elastyczny rodzaj PVC. Służy do tworzenia membran, folii i izolacji w przewodach elektrycznych. Syntetyk szeroko stosowany w branży marketingowej do produkcji materiałów reklamowych.
PVC C	Chlorowany rodzaj PVC o podwyższonej odporności chemicznej. Jest materiałem niewrażliwym na działanie wysokiej temperatury. Może być stosowany w środowisku, w którym ciepło dochodzi nawet do kilkudziesięciu °C. Wykorzystywany w przemyśle stoczniowym, budownictwie i branży elektronicznej.

 

Polichlorek winylu to wyjątkowe tworzywo sztuczne, które w ogromnym stopniu usprawnia życie współczesnych społeczeństw. Z syntetyku tworzy się niezliczoną ilość przedmiotów, z których korzystamy na co dzień.

W jakich produktach stosuje się polichlorek winylu?

Polichlorek winylu wykorzystuje się wszędzie tam, gdzie istotna jest trwałość, odporność chemiczna oraz możliwość dostosowania właściwości materiału do konkretnego zastosowania.

Zastosowanie PVC w budownictwie

Branża budowlana należy do największych odbiorców PVC. Materiał jest ceniony przede wszystkim za odporność na wilgoć, korozję, substancje chemiczne oraz długą żywotność. Z polichlorku winylu produkuje się między innymi systemy rur i kształtek, profile okienne, elementy elewacyjne, izolacje przewodów czy pokrycia dachowe. PVC wykorzystuje się również w infrastrukturze technicznej, gdzie istotne znaczenie ma odporność na trudne warunki eksploatacyjne oraz niewielkie wymagania konserwacyjne.

Zastosowanie PVC w przemyśle

W sektorze przemysłowym PVC wykorzystywane jest wszędzie tam, gdzie istotna jest stabilność materiału podczas pracy w wymagających warunkach eksploatacyjnych. Tworzywo stosuje się do produkcji zbiorników technologicznych, przewodów transportujących media, osłon technicznych, komponentów maszyn oraz instalacji chemoodpornych. W wielu branżach materiał ten zastępuje cięższe surowce, ponieważ pozwala ograniczyć masę konstrukcji przy zachowaniu wysokiej wytrzymałości użytkowej.

Zastosowanie PVC w codziennym użytkowaniu

Produkty z PVC spotykamy również poza przemysłem i budownictwem. Tworzywo wykorzystywane jest do produkcji opakowań, wykładzin podłogowych, kart płatniczych, akcesoriów dziecięcych czy elementów wyposażenia wnętrz. Z polichlorku winylu powstają także przewody elektryczne, osłony kabli oraz różnego rodzaju produkty medyczne. Tak szeroki zakres zastosowań sprawia, że PVC pozostaje jednym z najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych na świecie.

Jakie są zalety i wady polichlorku winylu?

Popularność PVC wynika przede wszystkim z połączenia korzystnych parametrów technicznych z relatywnie niskimi kosztami produkcji. Materiał znajduje zastosowanie w wielu branżach, jednak jak każde tworzywo posiada zarówno mocne strony, jak i pewne ograniczenia.

Zalety PVC	Wady PVC
Wysoka odporność na wilgoć i korozję	Niektóre odmiany mogą wykazywać niższą odporność na promieniowanie UV
Dobra odporność chemiczna na wiele substancji	Część typów PVC może odkształcać się pod wpływem wysokiej temperatury
Duża trwałość i długa żywotność materiału	Recykling PVC jest bardziej wymagający niż w przypadku części innych tworzyw
Niewielka masa przy zachowaniu dobrych parametrów wytrzymałościowych	Produkcja i utylizacja PVC budzą dyskusje dotyczące wpływu na środowisko
Dobra izolacyjność elektryczna	W niektórych zastosowaniach konieczne jest stosowanie dodatków stabilizujących
Korzystny stosunek ceny do trwałości	Właściwości materiału mogą różnić się znacząco w zależności od rodzaju PVC

Ostateczne właściwości PVC zależą od rodzaju materiału oraz dodatków stosowanych podczas produkcji, dlatego wybór odpowiedniej odmiany powinien być dopasowany do warunków użytkowania.

FAQ – najczęściej zadawane pytania o polichlorek winylu

Czy polichlorek winylu jest toksyczny?

Gotowy polichlorek winylu stosowany w produktach użytkowych uznawany jest za bezpieczny przy prawidłowym użytkowaniu. Warto jednak odróżnić PVC od chlorku winylu – związku chemicznego wykorzystywanego podczas produkcji, który wymaga ścisłej kontroli technologicznej.

Jaka jest inna nazwa polichlorku winylu?

Polichlorek winylu najczęściej występuje pod skrótem PVC, pochodzącym od angielskiej nazwy polyvinyl chloride. Poprawnym polskim odpowiednikiem jest również PCW.

Co jest zrobione z polichlorku winylu?

Z polichlorku winylu produkuje się zarówno elementy infrastruktury technicznej, jak i produkty codziennego użytku – od instalacji i stolarki budowlanej po opakowania, przewody czy wyposażenie wnętrz.

Czy polichlorek winylu to guma?

Nie. PVC jest tworzywem termoplastycznym, a nie gumą. Niektóre elastyczne odmiany mogą jedynie przypominać ją pod względem właściwości.