PVC: co to je, dekódování, jak se tento materiál získává, z čeho se skládá polyvinylchlorid a co se z něj vyrábí

Polyvinylchlorid (PVC) je velkokapacitní polymer, který se z hlediska celosvětové produkce a spotřeby již řadu let drží na třetím místě za polyethylenem a polypropylenem. V současné době se množství vyrobeného produktu odhaduje na 61 milionů tun ročně. Asijské země zůstávají lídry ve výrobě, ale velké továrny se nacházejí po celém světě, včetně USA a Japonska.

Navzdory mírnému poklesu produkce během pandemie se rychle vrátila na předchozí úroveň a již překonala předchozí čísla. Důvodem je rostoucí poptávka, která se stává jedním z markerů vývoje globální ekonomiky. Proto stojí za to mluvit podrobněji o polyvinylchloridu (PVC) – jaký je to materiál, kde a pro jaké účely se používá, jak se vyrábí. Je také důležité zvážit vyhlídky na velkoobjemový plast tohoto typu, protože v blízké budoucnosti se předpokládá, že se stane světovým lídrem.

Pokud vezmeme v úvahu tempo růstu výrobní kapacity, pak před 4 lety průmyslové podniky vyráběly přibližně o 10 % méně polymerů. S přihlédnutím ke složitému období pandemie, která vyústila v celosvětovou recesi a pokles výkonu téměř ve všech oblastech, jsou aktuální výsledky výrobců působivé. Jsou všechny důvody se domnívat, že se budou v budoucnu jen zlepšovat, protože o poklesu poptávky se nemluví.

Obecný pohled

Látka je termoplastický polymer vinylchloridu. Vizuálně se jedná o bezbarvý plast s dostatečnou průhledností. Klíčovými vlastnostmi jsou odolnost vůči chemické agresi alkálií, většiny rozpouštědel a kyselin. Náchylnější na nízké teploty než vysoké teploty – vydrží až -15C a až +66, resp.

PVC – co je to za materiál, co je vyrobeno z polyvinylchloridu

Historie objevu a průmyslového rozvoje PVC

Objevitelem vinylchloridu, ze kterého se polymer vyrábí, byl Henri Regnault, vědec z Francie. Vše nasvědčuje tomu, že neznámý bílý prášek dostal šťastnou náhodou. Stalo se to v roce 1835 následovně: při jednom z pokusů nechal badatel na parapetu zkumavku. Pod vlivem slunečního záření začala polymerační reakce. Regnault si však nebyl vědom významu svého objevu. Omezil se výhradně na popis látky, kterou se mu podařilo získat.

Možná proto zůstal materiál po desetiletí neprozkoumaný. Z čeho se polyvinylchlorid skládá a jak přesně vzniká, začali vědci zjišťovat až v roce 1872. To se dělo v Německu a Francii. Vznikaly nejzajímavější vědecké práce, ale pak také průmysl nezajímaly. Zájem o ni se objevil až v roce 1912, kdy její vlastnosti podrobně rozebral Němec Fritz Klatte, který pracoval pro velkou chemickou společnost.

Následně nejen zveřejnil výsledky studie, ale také si nechal patentovat první technologii na světě pro průmyslovou výrobu tohoto plastu. Brzy provedl Američan Waldo Semon další experimenty a přišel na to, jak dosáhnout elasticity polymeru.

Struktura

Základem pro výrobu je vinylchlorid. Prochází polymerační reakcí a tvoří bílý prášek s výraznými průhlednými vlastnostmi. Pokud se ponoříme hlouběji do chemického složení, dostaneme poměr etylenu a vázaného chloru v poměru přibližně 43 %, respektive 57 %.

V tomto případě lze přidat různé pomocné látky. Jejich hlavním úkolem je zlepšit základní vlastnosti plastu. Mezi ně patří zejména stabilizátory vyrobené na bázi prasete. Stejnou metodou se mění i další charakteristiky – například pro zvýšení odolnosti vůči nízkým teplotám a dosažení optimální plasticity se přidávají změkčovadla, kterými mohou být tzv. ftaláty.

Z čeho a jak se PVC získává?

Hlavní reakcí je polymerace. Použitou surovinou je vinylchlorid, který se získává z chlóru, respektive ethylenu. Ty se vyrábějí elektrolýzou soli a krakováním ropy nebo plynu. V procesu výroby polymeru jsou jasně sledovány tři fáze:

1. Příprava surovin – výroba a štěpení etylenu, elektrolýza solí za uvolnění chlóru.
2. Závěr monomeru vinylchloridu.
3. Jeho další polymerace.

Poslední fáze může také zahrnovat přidání pomocných složek, které optimalizují vlastnosti materiálu. Patří mezi ně různé emulgátory, katalyzátory a změkčovadla.

Odrůdy a klasifikace

Poté, co jsme se dozvěděli, z čeho se PVC vyrábí a jak se tato látka liší od ostatních plastů, je čas promluvit si o možnostech jejího uvolnění. Polymerizačním procesem vznikají suroviny, které se následně používají při výrobě mnoha typů produktů. Materiál může být vinylový plast nebo plast. Liší se charakteristikami a konečnými vlastnostmi. Pojďme si o nich povědět podrobněji.

Plastová směs

Měkký produkt vyrobený z hotových surovin. Jeho klíčovou vlastností je elasticita a schopnost pracovat při prudkých změnách teplot – od -60C do +100C. Výrobky s nimi neztrácejí své vlastnosti, nevypouštějí toxické výpary a nedeformují se. Složení je individuální. Optimalizované typy polyvinylchloridu tohoto typu mohou mít kompozice obsahující až 80 změkčovadel a až 5 stabilizátorů. Forma uvolňování je velmi rozmanitá – granule různých průměrů, páska nebo film, silné a husté listy.

Výrobní metody zahrnují vytlačování, lití, válcování a kalandrování. Každá technologie má individuální výhody a nevýhody. Umožňují také výrobu produktů v různých tvarech. Vytlačováním se například vyrábí tyče, granule a desky. Ale válcování umožňuje dosáhnout kontinuální, směrové deformace vláken a v důsledku toho získat filmy různých tlouštěk.

Nyní, když jsme zjistili, jak se polyvinylchlorid získává ve formě plastové směsi, můžeme uvést typy finálního PVC – jsou to:

• kabel – používá se k vytvoření pláště drátů;
• obuv – používá se při výrobě podrážek;
• automotive – poptávka ve výrobě různých komponentů a příslušenství pro vozidla;
• plech – působí především jako izolace ve stavebnictví a jsou také vhodné pro obklady stěn a fasád; třídy 57-40 KE – jsou extrémně odolné vůči chemické agresi, používají se především při výrobě galvanických lázní;
• speciální účel – například určený pro lisované výrobky, výrobu nábytku, vytváření těsnění a tak dále.

Vzhledem k tomu, že polyvinylchlorid je plast, termoplastický polymer s vysokým stupněm odolnosti vůči chemické agresi, optimalizace jeho vlastností umožňuje vytvářet produkty s různými vlastnostmi. Plastové směsi, jako jeden z typů látek, jsou mimořádně vhodné pro zpracování. Navíc mohou být natřeny téměř jakoukoli barvou.

Viniplast

Syntetický materiál se souborem jedinečných vlastností. Jeho klíčovou vlastností je tuhost se současnou pevností. Hmota snadno odolává svařování s tvorbou pevných, nenápadných švů. Lze jej také opakovaně vrtat, brousit a soustružit, dokud nezískáte optimální tvar. Pokud budete věnovat pozornost tomu, co je vyrobeno z tohoto typu polyvinylchloridu, typy produktů budou extrémně rozmanité.

Široká škála aplikací je důsledkem jeho vlastností. Jeho životnost může být i 50 let. Zároveň produkty neztratí své vlastnosti. Nepodporuje spalování na vzduchu, nepodléhá korozi a hnilobným procesům. Nelze jej však nazvat příliš odolným vůči mechanickému poškození.

Jiný název pro vinylový plast je uPVC. Vyrábí se jak ve formě granulovaných nebo práškových surovin, tak ve formě různých produktů – například trubek, panelů nebo profilů.

Nabízí se rozumná otázka: je tento typ PVC materiál, základní nebo připravený k použití? Záleží na formě vydání. Nejrozšířenější jsou plechy různých velikostí a tlouštěk, které jsou v podstatě přířezy. Velmi často se používají ve stavebnictví, protože soustružením, řezáním, svařováním a broušením je snadné získat téměř jakýkoli tvar výrobku. Zároveň tím nebudou ovlivněny jeho výkonnostní charakteristiky.

Upozornění: tuhost a zvýšená pevnost materiálu určuje jeho široké použití. Další významnou kvalitou je flexibilita při zpracování. Stejné plechy mohou působit nejen jako konečný výrobek, ale také jako přířezy.

Výhody a nevýhody

Hovoříme zde nejen o vlastnostech základní látky, ale také o vlastnostech optimalizované látky. Postup v podstatě umožňuje přizpůsobit produkty konkrétní aplikaci. Připomeňme, co je to PVC, a uveďme vysvětlení zkratky – jde o polyvinylchlorid, což znamená termoplastický polymer se specifickou strukturou. Jako konstrukční materiál se obvykle používají produkty získané se zahrnutím speciálních přísad. Pro dosažení optimální tuhosti je také možné vyztužení.

Pros

Určují šíři použití. Existuje několik obecných výhod, které jsou společné všem jeho odrůdám. Ty hlavní:

• mechanická pevnost, která se výrazně zvyšuje s vyztužením;
• odolnost proti chemické agresi a oděru;
• izolační vlastnosti – zejména odolnost proti vodě;
• imunita vůči většině zásad a kyselin.

Pokud zvážíte, z čeho se polyvinylchlorid získává, pak stojí za zmínku jeho dielektrické vlastnosti jako výhoda. Díky nim se materiál často používá k výrobě plášťů pro všechny druhy kabelů a vodičů. Je také odolný vůči teplotním změnám – lze jej použít téměř v každém klimatickém pásmu.

Zápory

Zde stojí za to mluvit o jednom z nejoblíbenějších použití polymerů v poslední době. Není žádným tajemstvím, že je široce používán při výrobě okenních profilů. Oproti dřevu má výhody i nevýhody. Mezi poslední patří:

• vyšší hustota – hmotnost rámu je vyšší než u dřeva;
• schopnost fotodestrukce – i přes odolnost vůči ultrafialovému záření může postupně ztrácet elasticitu;
• snížený modul pružnosti zvyšuje riziko deformace při konstantním zatížení.

S ohledem na to, kde se polyvinylchlorid (PVC) používá a k čemu se látka používá, je technologie jeho výroby neustále optimalizována. Odolnosti vůči ultrafialovému záření je tedy dosaženo použitím pokročilých světelných stabilizátorů v kompozicích, které výrazně zvyšují trvanlivost okenních profilů. A snížený modul pružnosti je kompenzován použitím speciálních výztužných vložek.

Když mluvíme o tom, k čemu je polyvinylchlorid potřebný, také si všimneme high-tech oblastí. V tomto případě mluvíme například o inovativní výrobě a medicíně. Vzhledem k tomu, že materiál je maximálně biologicky kompatibilní a odolný vůči chemické agresi, je v protetice žádaný. Kromě toho je z polymeru vyrobeno mnoho příslušenství a jednorázových zařízení. Nejvíce se však rozšířil v běžném životě. Zde jeho celková spotřeba nadále roste. Kombinace vlastností a nízkých nákladů určuje stálý význam při výrobě jednorázového nádobí, interiérových předmětů a předmětů pro domácnost.

Aplikace

Patří do kategorie univerzální. Přes 50 % celkového objemu výroby je však poptáváno v jedné oblasti – stavebnictví. Relativně nízká hmotnost, zvýšená mechanická pevnost, odolnost proti korozi a chemické agresi – to není úplný výčet jeho výhod.

A k otázce, zda je polyvinylchlorid plast nebo ne: má všechny vlastnosti termoplastického polymeru, což umožňuje jeho jednoznačnou identifikaci. Má zejména dostatečnou inertnost a biologickou kompatibilitu, což otevírá možnosti pro využití látky v lékařské oblasti. To také zahrnuje chemickou stabilitu.

Za zvláštní zmínku stojí sektor dopravy. Zejména letectví. Z tohoto polymeru jsou vyrobeny stojany na příruční zavazadla, různé další prvky a dokonce i palubní desky. Poptávka po něm, stejně jako celosvětová výrobní kapacita, proto neustále roste a podle odborných odhadů se bude i v budoucnu zvyšovat.

Co je vyrobeno z polyvinylchloridu

Bavíme se zde o opravdu široké škále aplikací. Seznam produktů z něj vyrobených je neuvěřitelně široký. Lze uvést pouze několik příkladů, protože úplný seznam by zabral více než jednu hodinu. Mezi nejoblíbenější produkty:

• stavební materiály – včetně obkladů;
• okenní profily – klasické a zesílené;
• izolace – pro kabely, budovy a konstrukce;
• obaly – lahve, nádoby, všechny druhy nádob;
• lékařství – jednorázové nástroje, příslušenství;
• oděvy a obuv – podrážky, doplňky;
• výroba letadel a automobilů – komponenty, náhradní díly, prvky interiéru a přístrojových desek;
• výroba, těžba a tak dále.

Když už mluvíme o tom, co je vyrobeno z polyvinylchloridu, nemůžeme také nezmínit různé možnosti pro trubky. Vykazují vynikající životnost, odolnost vůči chemické agresi, korozi a rozkladu. Proto jsou široce používány jak v průmyslu, tak ve veřejných službách. Objem jejich využití přitom neustále roste. Pravděpodobně jste slyšeli o mnoha programech, které zahrnují výměnu starých kovových trubek za nové vyrobené z vhodných polymerů.

PVC a životní prostředí

Rostoucí objemy spotřeby plastů mohou neovlivňovat životní prostředí. Systematizace a přísná kontrola jeho sběru, třídění, likvidace a zpracování však dohromady umožňuje předejít případným problémům. Materiál může a měl by být recyklován. Důležité je, jak v tomto případě vypadá polyvinylchlorid. Z hlediska estetických kvalit nemají produkty z něj vyrobené stejný vzhled jako produkty vyrobené z primárního polymeru. Proto se například nepoužívá v potravinářském průmyslu.

V případě zpracování se bavíme pouze o části z celkové masy spotřebovaných produktů v celosvětovém měřítku. Vše, co nesedí, musí být řádně zlikvidováno. V současné době jsou na všech kontinentech zkušebny a továrny specializované na tento proces. Každý rok lze takto bez výraznějších dopadů na životní prostředí zlikvidovat miliony tun plastu.

Shrnout

PVC je termoplastický polymer vyrobený z vinylchloridu. Patří mezi tři nejvyhledávanější na světě. V současné době celková roční výrobní kapacita přesahuje 61 milionů tun. Objemy přitom neustále rostou. Důvodem je vysoká poptávka vzhledem k jeho vlastnostem a výkonnostním charakteristikám.

Polymer je žádaný v různých oblastech. Hlavně ve stavebnictví. Takové objemy vytvářejí určitá environmentální rizika. Správným přístupem k recyklaci a likvidaci lze však problémům předejít.

Otázka odpověď

Jak se PVC liší od jiných materiálů?

Záleží na tom, s čím přesně budeme polymer porovnávat. Pokud vezmeme jako základ páry se dřevem nebo kovem, pak je lehčí, nepodléhá korozi a hnilobným procesům a odolává chemické agresi většiny zásad a kyselin. Při zvažování rozdílů s jinými variantami plastů lze zaznamenat optimální kombinaci hustoty, elasticity a schopnosti kopolymerace s širokou škálou látek.

Typ výrobku z PVC

Šetrné k životnímu prostředí, nepodléhá spalování na vzduchu. Při úpravě výkonnostních charakteristik je odolný a extrémně odolný vůči ultrafialovému záření. Pokud mluvíme o druhové diverzitě, pak jde o desítky produktových variací pro nejrůznější obory – od potravinářského průmyslu až po lékařství a stavebnictví. Jeho spotřeba přitom neustále roste. Analytici předpovídají, že pokud nedojde k recesi, objem by se mohl v příštích 10-15 letech zvýšit o 2-3 %.

Na co se používá?

Vyrábí se z něj stovky různých produktů. Například okenní profily, trubky, obaly, fólie, jednorázové injekční stříkačky, podrážky bot a mnoho dalšího. Existuje také široká škála produktů vyráběných se zahrnutím polymeru jako jedné ze složek kompozice. V tomto případě se používá ve formě surovin a může být předmětem různých kombinací a úprav. Výrobky z něj jsou vlastně všude – obklopují nás i v každodenním životě.