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.

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.