پلی وینیل کلرید PVC

پلی وینیل کلرید PVC که بیشتر با عنوان  PVC شناخته شده است

به طور اتفاقی در قرن نوزدهم توسط هنری ویکتور رینالت و ایگن بایومان کشف شد. این بسیار گرما نرمی سخت واکنش ناپذیر دارای تنوع بسیار زیاد و ارزان قیمت است که در جامعه مدرن کاملاً فراگیر شده و یکی از ارزشمندترین محصولات صنایع شیمیایی و بسپاری است

در حالی که اکثر پلاستیک ها از نفت خام تشکیل میشوند فقط ۴۰ درصد پلی وینیل کلرید PVC از نفت خام است و ۶۰ درصد باقی مانده آن را کلر تشکیل میدهد که از نمک طعام حاصل می شود.

این بسپار بر حسب حجم تولیدی آن در رده دوم بعد از پلی اتیلن جای دارد .

پلی وینیل کلرید PVC به مجموعه ای از افزودنیها نیاز دارد تا آن را قابل استفاده کند. سرب کادمیم یا ترکیبات آلی قلع به عنوان پایدار کننده فتالاتها به عنوان نرم کننده و سایر مواد شیمیایی به عنوان رنگ دهنده ها بازدارنده های آتش پرکننده ها و ضد اکسنده ها در پلی وینیل کلرید PVC استفاده میشوند.

در حال حاضر مصرف جهانی این بسپار ۲۷/۴ میلیون تن در سال است که رقمی معادل ۱۶ درصد از مصرف بسپارهای اساسی را به خود اختصاص میدهد پیش بینی می شود.

که تا سال ۲۰۱۳ مصرف این بسیار در جهان بالغ بر حدود ۳۸/۸ میلیون تن شود.

واحد پایه پلی وینیل کلرید PVC شامل ۲ اتم کربن ۳ اتم هیدروژن و ۱ اتم کلر می باشد.

گروه سی ۱ به زنجیر اصلی به صورت نا منظم متصل شده است .

روش های تولید پلی وینیل کلرید PVC

• فرایند بسپارش تعلیقی

روش عمده برای بسپارش مونومر وینیل کلرید به پلی وینیل کلرید PVC بسپارش تعلیقی است

روش تولید پلی وینیل کلرید PVC تعلیقی به این صورت است که خوراک ورودی شامل مونومر وینیل کلرید به همراه آب آغازگر واکنش پروکسیدهای آلی کلوئید محافظ و عامل تعلیق کننده مانند پلی وینیل الکل وارد راکتور ناپیوسته اتوکلاو شده و در راکتور واکنش بسپارش انجام میشود

در حالت عادی اجازه داده می شود واکنش تا حدود ۹۰ درصد بسپارش مونومر کلرید پیش برود

• فرایند بسپارش ریز تعلیقی

روش تولید پلی وینیل کلرید PVC ریز تعلیقی بدین شرح است که خوراک ورودی شامل مونومر وینیل کلرید ،آب آغازگر واکنش و ۵ امولسیون کننده در یک مخزن با هم مخلوط می گردند.

این ترکیب ها به وسیله پمپ اختلاط همگن کننده مخلوط شده تا خوراک ورودی به راکتور پیش از وارد شدن به راکتور اتوکلاو به ذرات خیلی ریز پخش شود واکنش های آغاز و بسپارش درون ذرات روی می دهد.

• فرایند بسپارش امولسیونی

در روشی که در آن پلی وینیل کلرید PVC به صورت امولسیونی تولید می شود خوراک اولیه که شامل مونومر وینیل کلرید میباشد در مجاورت آب آغازگر محلول در آب پروکسو سولفات و غیره و امولسیون کننده مواد فعال سطحی آنیونی بسپارش می گردد.

افزایش آهن یا مس نیز برای افزایش تخریب آغازگر کاتالیزور اکسایش – کاهش استفاده می شود .

در مرحله بعد برای جدا کردن آب از امولسیون شیری (لاتکس) حاصل از روش تبخیر به وسیله دستگاه خشک کن افشانه ای استفاده می شود.

محصول حاصل در نهایت وارد فرایند آسیابی میشود تا اندازه کلوخه ها در این مرحله اصلاح شود و محصول نهایی بدست آید

• فرایند بسپارش توده ای یا جرمی

در این فرایند بسپارش در غیاب حامل از قبیل آب انجام میشود فرایند بسپارش توده ای یا جرمی مونومر وینیل کلرید به وسیله فرایندی دو مرحله ای انجام می شود.

در مرحله اول پیش بسپار برای بدست آوردن توزیع مناسب اندازه ذرات همزدن شدیدی صورت میگیرد مونومر و آغازگر وارد سامانه شده و بسپارش تا ۱۰ درصد تبدیل پیش میرود که در این موقع ذرات تشکیل شده در توده مونومر وینیل کلرید پخش می شوند.

در مرحله دوم بسپارش این مواد به آهستگی به هم خورده و مونومر و آغازگر اضافی افزوده می شوند.

مزیت مربوط به مناسب بودن هزینه این فرایند بدون مرحله خشک کردن مشکلات حذف جزئی مونومر وینیل کلرید از بسپار و تولید مقداری مواد با اندازه بیش از حد را جبران می کند.

فقط تعداد اندکی از تولید کنندگان پلی وینیل کلرید PVC را به روش توده تولید میکنند و این روش کمتر از 10 درصد پلی وینیل کلرید PVC جهان را در بر میگیرد.

نتیجه گیری پلی وینیل کلرید PVC

پلی وینیل کلرید PVC در مقایسه با سایر پلاستیک ها با تنوع بسیار زیاد در کاربرد نهایی و امکان فرایند پذیری از لحاظ قیمت بسیار مناسب است. این بسپار با دوام بوده و به سهولت نگه داری می شود.

و در گستره وسیعی از رنگها تولید میگردد بیشترین مقدار پلی وینیل کلرید PVC برای ساخت لوله روکش پروفیل درب و پنجره ها عایق کاری سیم و کابل و ورقه ها یا فیلمهای صلب به وسیله اکستروژن فرایند می شود.

مزیت مهم پلی وینیل کلرید PVC سازگاری آن با انواع مختلفی از افزودنی هاست که باعث تنوع بسیار و خواص معینی در این بسپار می شود.

پلی وینیل کلرید PVC مقاوم به آب اسیدها، بازها، بعضی از حلال ها چربیها روغنها و گریس هاست و مقاومت شیمیایی بسیار خوبی در برابر همه حلال های کلردار با جرم مولکولی کم دارد.

پلی وینیل کلرید PVC به دلیل پایداری در برابر آتش و آب دو عنصر مخالف حائز اهمیت است. این بسیار به دلیل وجود کلر در ساختارش در برابر آتش مقاومت نشان میدهد در اثر سوزاندن پلی وینیل کلرید PVC کلر آزاد شده که مانع از احتراق میشود.

در مقایسه با سایر گرما نرمها چگالی ویژه پلی وینیل کلرید PVC زیاد است و گرمای وا پیچش گرمایی و نرم شدگی نسبتاً کمی دارد.

از لحاظ اقتصادی نیز کارخانه تولید پلی وینیل کلرید PVC با ظرفیت ۴۵۰۰۰ تن در سال سودی معادل ۷۸۵۰۰۰۰ دلار در هر سال دارد میزان سرمایه گذاری معادل ۲۱۰۰۰۰۰۰ دلار میباشد و دوره بازگشت سرمایه آن (حداکثر) ۴ سال می باشد.