خصوصیات فیزیکی PVC

مواد PVC، PE، PP و PS پلاستیک‌های متداول هستند. مشخصات پلاستیک‌های خاص را از طریق ترکیب شیمیایی و نوع ساختار مولکولی آن تعیین می‌کنند.

PVC ساختاری غیرمتبلور با اتم‌های کلر قطبی در ساختار مولکولی‌اش دارد. وجود اتم‌های کلر و ساختار مولکولی غیرمتبلور، دو موضوع جدایی‌ناپذیر هستند. اگرچه به نظر می‌رسد پلاستیک‌ها برای استفاده روزمره مناسب هستند اما پی وی سی از نظر اجرایی و عملکرد، ویژگی‌های کاملاً متفاوتی با پلاستیک‌های الفین دارد. این نوع پلاستیک در ساختارهای مولکولی خود فقط اتم‌های کربن و هیدروژن دارد.

پایداری شیمیایی یک ویژگی مشترک میان مواد حاوی هالوژن، مانند کلر و فلوئور، است. این ویژگی در مورد رزین‌های PVC هم وجود دارد که علاوه بر این مورد، دارای خواص مقاومت در برابر آتش و همچنین مقاومت در برابر روغن/مواد شیمیایی هستند.

خواص بازدارندگی آتش

PVC به دلیل ماهیت کلر، حتی در نبود بازدارنده‌های آتش، دارای خاصیت ضدآتش است. به عنوان مثال دمای اشتعال پی وی سی تا ۴۵۵ درجه سانتی‌گراد است و ماده‌ای است که خطر کمی برای رخ دادن حوادث آتش‌سوزی دارد چرا که به راحتی مشتعل نمی‌شود.

علاوه بر این، گرمای آزاد شده هنگام اشتعال در PVC، در مقایسه با PE و PP، به میزان قابل توجهی کمتر است. بنابراین پی وی سی حتی در هنگام سوختن هم آتش را کمتر گسترش می‌دهد. بدین ترتیب به دلیل امنیت آن، پی وی سی برای استفاده در وسایلی که در زندگی روزمره مردم به کار می‌رود، مناسب است.

ماندگاری و دوام

در شرایط عادی استفاده، عاملی که به شدت بر روی ماندگاری ماده تأثیر می‌گذارد، مقاومت آن در برابر اکسید شدن توسط اکسیژن هوا است. PVC، با داشتن ساختار مولکولی که در آن اتم کلر به تمام زنجیره‌های کربنی دیگر متصل است، در برابر واکنش‌های اکسیداکننده بسیار مقاوم است و می‌تواند به فعالیت خود برای مدت طولانی ادامه دهد. پلاستیک‌های رایج دیگر که فقط از کربن و هیدروژن تشکیل شده‌اند، در اثر رخ دادن اکسیداسیون در استفاده طولانی مدت (مثلاً از طریق بازیافت مکرر) ممکن است خراب شوند. اندازه‌گیری‌هایی که توسط انجمن لوله و اتصالات پی وی سی ژاپن روی لوله‌های پی وی سی زیرزمینی ۳۵ ساله انجام شده است، هیچگونه خرابی یا کاهش استحکامی را در لوله‌های جدید نشان نمی‌دهد.

تحقیقات در آلمان نشان داده است، لوله‌های مدفون در خاك پس از ۶۰ سال استفاده حفر شده‌اند و احتمالاً ۵۰ سال دیگر هم عمر می‌کنند! با بازیابی سه نوع لوازم جانبی خارجی اتومبیل (محصولات پی وی سی قابل تغییر با استفاده از نرم‌کننده‌ها) از اتومبیل‌های فرسوده پس از ۱۳ سال استفاده و با مقایسه خصوصیات فیزیکی با محصولات جدید، تقریباً هیچ خرابی مشاهده نشد.

زمان کم تجزیه حرارتی وابسته به سابقه گرما در فرآیند تبدیل مجدد است و می‌تواند با افزودن تثبیت‌کننده‌ها به محصولات اصلی برگردانده شود. با صرف‌نظر از اینکه آنها لوله یا قطعات خودرو بودند، در واقع محصولات بازیابی شده می‌توانند از طریق تبدیل مجدد، به محصولات مشابه بازیافت شوند. خصوصیات فیزیکی این محصولات قابل تبدیل مجدد تقریباً مشابه محصولات ساخته شده از رزین اعلاء است و همچنین برای استفاده واقعی از آنها مشکلی وجود ندارد.

مقاومت در برابر مواد نفتی/شیمیایی

PVC در برابر مواد اسیدی، قلیایی و تقریباً همه مواد شیمیایی غیرآلی مقاوم است. اگرچه PVC در هیدروکربن‌های معطر، کتان‌ها و اترهای حلقوی متورم یا حل می‌شود اما حل PVC در سایر حلال‌های آلی سخت است. با بهره‌گیری از این ویژگی، از PVC در مجاری گازهای خروجی، ورق‌های مورد استفاده در ساخت و ساز، بطری‌ها، لوله‌ها و شلنگ‌ها استفاده می‌شود.

پایداری مکانیکی

PVC ماده‌ی شیمیایی پایداری است که تغییر کمی را در ساختار مولکولی نشان می‌دهد و همچنین تغییرات کمی را در مقاومت مکانیکی آن از خود نشان می‌دهد. با این وجود، پلیمرهای با زنجیره بلند، مواد ویسکوالاستیک هستند و می‌توانند با اعمال مداوم نیروی خارجی تغییر شکل دهند، حتی اگر نیروی وارد شده بسیار کمتر از حد بازده آنها باشد. به این تغییر شکل خزش گفته می‌شود. اگرچه PVC یک ماده ویسکوالاستیک است اما تغییر شکل خزش آن در مقایسه با پلاستیک‌های دیگر به دلیل حرکت مولکولی محدود در دمای معمولی، بسیار کم است. این ویژگی برخلاف PE و PP است که در مقاطع بی‌شکل، حرکت مولکولی بیشتری دارند.

یک مطالعه اروپایی در مورد لوله‌های پی وی سی اولیه -تولید شده از دهه ۱۹۳۰ تا ۱۹۵۰- عمر مفید ۵۰ سال و ویژگی‌های مقاومت عالی را نشان می‌دهد. انتظار می‌رود که لوله‌های پی وی سی مدرن‌تر به طور قابل‌توجهی عمر طولانی‌تر -احتمالاً تا ۱۰۰ سال- داشته باشند.

قابلیت پردازش و قالب پذیری

قابلیت پردازش یک ماده ترموپلاستیک تا حد زیادی به گرانروی ذوب آن بستگی دارد. PVC برای قالب‌گیری تزریقی محصولات با اندازه بزرگ مناسب نیستند چراکه گرانروی ذوب آن نسبتاً زیاد است. از طرف دیگر، ویژگی ویسکوالاستیک PVC مذاب به میزان کمتری به دما وابسته است و پایدار می‌باشد. بنابراین PVC برای تجزیه و تحلیل اکستروژن به شکل پیچیده (به عنوان مثال، مصالح ساختمانی)، و همچنین لایه نازک و ورق‌های گسترده (به عنوان مثال، لایه‌های نازک کشاورزی و چرم PVC) مناسب است.

سطوح خارجی محصولات پی وی سی بسیار عالی هستند و عملکرد برجسته برتری را نشان می‌دهد - امکان ایجاد طیف گسترده‌ای از درمان‌های سطحی با بافت‌های مختلف از براقیت مینای دندان تا پارچه جیر قدیمی. از آنجایی که پی وی سی یک پلاستیک بی‌شکل است و بدون انتقال فاز است، محصولات پی وی سی قالب گیری شده دارای دقت ابعادی بالایی هستند. PVC همچنین دارای پردازش ثانویه عالی در ساخت پیچش، جوشکاری، اتصال با فرکانس بالا، تشکیل خلا و همچنین کارایی در محل است.

پردازش رزین خمیری مانند قالب گیری با گل نرم، چاپ روی صفحه و پوشش از روش‌های مناسب پردازش هستند که فقط با PVC امکان پذیر است.

این روش‌های پردازش در کفپوش، دیوارپوش، درزگیر اتومبیل و پوشش زیر استفاده می‌شود.

ویژگی‌های دیگری که PVC را چند منظوره می‌کند

PVC دارای گروه‌های قطبی (کلر) است و بی شکل است. بنابراین با مواد مختلف دیگر به خوبی مخلوط می‌شود. خصوصیات فیزیکی مورد نیاز محصولات نهایی (به عنوان مثال خاصیت قابل تغییر بودن، الاستیکی، مقاومت در برابر ضربه، ضدرسوب، جلوگیری از رشد میکروب‌ها، ضدغبار و مقاوم در برابر آتش) را می‌توان به راحتی از طریق فرمولاسیون با نرم‌کننده‌ها و مواد افزودنی مختلف، اصلاح‌کننده‌ها و مواد رنگی، ایجاد کرد. پی وی سی تنها پلاستیک متداولی است که با افزودن نرم‌کننده‌ها، مواد افزودنی و اصلاح کننده‌ها، امکان تنظیم آزاد، گسترده و یکپارچه خصوصیات فیزیکی مورد نیاز محصولات مانند انعطاف پذیری، کشش و مقاومت در برابر ضربه را فراهم می‌کند. از آنجا که خصوصیات فیزیکی محصولات نهایی از طریق ترکیب با مواد افزودنی قابل تنظیم است، فقط به چند نوع رزین برای پوشش دادن همه‌ی کاربردها (الیاف، پلاستیک سفت و انعطاف پذیر، لاستیک، رنگ و چسب) مورد نیاز است. این قابلیت کنترل برای بازیافت آنها نیز بسیار مفید است.

گروه های قطبی در PVC به سادگی به رنگ آمیزی، چاپ و چسبندگی کمک می‌کنند. محصولات PVC نیازی به پیش آزمایش ندارند که این امر طیف گسترده‌ای از طرح‌ها را امکان پذیر می‌کند. از پی وی سی در کارهای تزئینی مختلف استفاده می‌شود و از قابلیت چاپ عالی، خاصیت چسبندگی و قابلیت بادوام در آن بهره می‌برد. الگوهایی مانند ذرات چوب، سنگ مرمر و رنگ‌های فلزی امکان پذیر هستند. نمونه‌های معروف شامل دیوارپوش‌ها و کفپوش‌ها، مواد مسکن، مبلمان، وسایل برقی خانگی یا تابلوها و تبلیغات در هواپیما، قطار، اتوبوس و ترامواها است.