همه چیز درباره پلی وینیل کلراید (PVC)
پلی ونیل کلراید یا به اختصار پی وی سی (PVC) یکی از رایج‌ترین پلیمرهای ترموپلاستیک به شمار می‌رود. به طور ذاتی، پی وی سی سفید و طبیعتی بسیار خشک و شکننده دارد. از نقطه‌نظر قدمت، پی وی سی نسبت به بیشتر پلیمرهای دیگر از پیشینه‌ای طولانی‌تر برخوردار است. این پلیمر ابتدا در سال ۱۸۷۲ میلادی به منصه‌ی ظهور رسیده و در سال ۱۹۲۰ توسط شرکت پرآوازه‌ی بی اف گودریچ (B.F. Goodrich) به صورت تجاری تولید گردید. به طور کلی، معرفی اکثر پلیمرهای رایجِ دیگر مربوط به دهه‌های ۱۹۴۰ و ۱۹۵۰ میلادی می‌باشد. صنعت ساخت‌وساز جولانگاه اصلی پی وی سی قلمداد می‌گردد اما با این وجود از آن در تولید لوازم پزشکی و فیبرهای مستعمل در البسه نیز بهره‌برداری می‌گردد.
پلی ونیل کلراید به دو صورت کلی تولید می‌شود: به صورت خشک و شکننده (RPVC یا UPVC) و یا پلاستیکی انعطاف‌پذیر. پی وی سی نرم و انعطاف‌پذیر و یا همان پی وی سیِ معمولی، در حقیقت به دلیل افزوده شدن پلاستیزرهایی همچون فتالات‌ها (به طور نمونه DINP) واکنش بهتری در مقابل خمیدگی نشان می‌دهند. این نوع از پی وی سی عمدتاً در صنعت ساخت‌وساز و جهت عایق‌بندیِ سیم‌های الکتریکی و یا تولید کفپوش خانه‌ها، مدارس، بیمارستان‌ها و کلیه‌ی مکان‌هایی که داشتن محیطی استریل از اولویت‌های اساسی قلمداد می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین، در برخی موارد از این نوع پی وی سی به عنوان جایگزین لاستیک استفاده می‌گردد. پی وی سیِ خشک بیشتر در تولید لوله‌های آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرد.
برخی از برجسته‌ترین شاخصه‌های پی وی سی عبارتند از قیمت نسبتاً پایین، مقاومت بالا نسبت به عوامل محیطی، مواد شیمیایی و بازها، سختیِ زیاد و مقاومت کششی فوق‌العاده.
دلیل رایج بودن پلی ونیل کلراید چیست؟
پی وی سیِ خشک، به عنوان یک پلاستیک، از چگالی بسیار بالایی برخوردار است که آن را به پلاستیکی سخت و مستحکم بدل نموده است. همچنین، به دلیل دسترسی فراوان، ارزان بودن و طول عمر بالا، پی وی سی گزینه‌ای است ایده‌آل جهت کاربردهای رایج ساختمانی.
پی وی سی و چاپ سه بعدی
در مطلب مرتبط با چاپ سه بعدی ذکر شد که یکی از کاستی‌های عمده‌ی چاپ سه بعدی عدم پشتیبانی از طیف کامل مواد پلیمری است. اگرچه این طیف به طور مستمر در حال گسترده شدن است، با این وجود در چاپ سه بعدی ای بی اس (ABS) و PLA (پلی‌اکتیک اسید) کماکان پلاستیک‌های غالب به شمار می‌روند.
بزرگترین چالش پیش‌رو در به کارگیری پی وی سی در چاپ سه بعدی از طبیعت فرساینده آن نشأت می‌گیرد که به شدت طول‌عمر اجزای داخلی پرینتر را تحت‌الشعاع قرار می‌دهد. تاکنون برخی تلاش‌ها در جهت ساخت نازل متناسب با پی وی سی صورت گرفته که هیچ کدام مثمر ثمر واقع نگشته‌اند.
پی وی سی و ماشین‌کاری CNC
پی وی سی می‌تواند تحت برش‌های ماشین‌های CNC قرار گیرد. با این وجود، طبیعتاً تمامی متخصصین این ماشین‌ها به اثر فرسایندگی پی وی سی بر تیغه‌ی ماشین پی برده‌اند. در حقیقت، اگر تیغه از فولاد ضدزنگ یا فلزی مقاوم در برابر خوردگی و فرسایش ساخته نشده باشد، به مرور زمان تحت تأثیر طبیعت فرساینده‌ی پی وی سی دچار خوردگیِ زیادی خواهد شد.
پی وی سی و دستگاه تزریق پلاستیک
این پلیمر همچون دیگر پلیمرها می‌تواند در فرآیند قالب‌گیری تزریقی مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، حضور کُلُر در ساختار ماده موجب پیچیده شدن فرآیند می‌گردد. دلیل این امر در حقیقت بدین خاطر است که پی وی سیِ مذاب گاز سمیِ فرساینده‌ای از خود متساطع می‌کند. طبیعتاً، کارگاه‌های میزبان این ماشین‌آلات می‌بایست به سیستم تهویه‌ی مناسبی مجهز گردند. همچنین، استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند فولاد ضدزنگ یا مواد با لایه‌ی کروم در ساختار قالب امری ضروری است. آب‌رفتن و کوچک شدن پی وی سی در فرآیند تزریق معادل ۱ تا ۲ درصد خواهد بود و البته بسته به مواردی همچون سختیِ مواد، ابعاد گیت، دمای ذوب، ضخامت قالب، دمای قالب و درصد و نوع افزودنی‌ها، متغیر خواهد بود.
آیا پی وی سی سمی است؟
از آنجاکه پی وی سی در زمان سوختن موجب آزادسازی بخار کلرید هیدروژن می‌شود، می‌تواند تهدیدی جدی برای سلامتی قلمداد گردد. عموماً در کاربردهایی که احتمال وقوع آتش‌سوزی بالا باشد، از سیم‌های الکتریکی با عایق‌های فاقد پی وی سی استفاده می‌شود. این بخارها همچنین در زمان ذوب شدن ماده نیز آزاد می‌شوند و در نتیجه فرآیند تولید و بهره‌گیری از پی وی سی می‌بایست تحت نظارت و با دقت کامل به انجام رسد.
مزایای پی وی سی
- در مقایسه با پلیمرهای دیگر از چگالی بسیار بالایی برخوردار است (چگالی نسبی در حدود ۱/۴) و در نتیجه بسیار سخت و نسبت به تغییرشکل مقاوم است.
- به سادگی در دسترس بوده و در نتیجه نسبتاً ارزان است.
- پی وی سیِ خشک از مقاومت کششی بسیار بالایی برخوردار است.
- از مقاومتی بسیار خوب در برابر مواد شیمیایی و بازها برخوردار است.
معایب پی وی سی
- از ثبات حرارتی بسیار ضعیفی برخوردار است. بدین خاطر، معمولاً در دماهای بالا از افزودنی‌های تثبیت‌کننده در فرآیند تولید استفاده می‌گردد.
- در زمان سوختن یا ذوب شدن موجب آزادسازی بخارهای سمی می‌شود.
خصوصیات فنی پی وی سی
خواص پی وی سی از قرار زیر می‌باشد:
نام فنی: پلی ونیل کلراید
فرمول شیمیایی: C2H3CI)n)
دمای خمش حرارتی: ۹۲ درجه سانتی‌گراد
دمای ذوب: ۱۰۰ – ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد
مقاومت کششی:
- پی وی سیِ نرم: ۶/۹ تا ۲۵ MPA
- پی وی سیِ سخت: ۳۴ تا ۶۲ MPA
چگالی نسبی: ۱/۳۵ – ۱/۴۵
