پیشرو شیمی

رزین پی وی سی و روش های تولید آن

پلی وینیل کلراید (PVC) به سه شکل اصلی تولید می‌شود

1. پی وی سی سخت (UPVC)
2. پی وی سی  نرم و انعطاف‌پذیر
3. پلی وینیل کلراید آرایش یافته (OPVC)

PVC نرم یا انعطاف‌پذیر : چون نرم‌کننده‌هایی مانند فتالات‌ها (DOP) اضافه میشود و نرم‌تر و انعطاف‌پذیرتر از UPVC بوده که این نوع PVC معمولاً در ساخت و ساز به عنوان عایق در سیم‌های برق، کف‌پوش‌ها در خانه‌ها، بیمارستان‌ها، و سایر مناطقی که محیط استریل اولویت دارد، استفاده می‌شود. همچنین در برخی موارد به عنوان جایگزین برای لاستیک‌ها به کار می‌رود.

PVC سخت: (UPVC) به دلیل عدم استفاده از نرم‌کننده‌ها بسیار سخت و غیر قابل انعطاف بر خلاف PVC نرم، است. بنابراین، در مقایسه با پلاستیک‌های دیگر، جایگزین مناسبی برای بسیاری از کاربردهای صنعتی مانند لوله‌ها، اتصالات و پروفیل‌های درب و پنجره در ساخت و ساز می‌باشد.

پلی وینیل کلراید آرایش یافته: (OPVC) به دلیل آرایش یافتگی زنجیره‌های پلیمری در جهت مناسب، خواص فیزیکی و مکانیکی بسیار بالاتری نسبت به UPVC و PVC از خود نشان می‌دهد. با این ساختار، امکان تولید محصولات سبک‌تر با کیفیت بالاتر وجود دارد.

نکته مهم درباره OPVCها، مکانیزم افزایش خواص آنهاست. پلی وینیل کلراید به طور کلی یک پلیمر آمورف است که زنجیره‌های پلیمری آن به صورت تصادفی چیده شده‌اند. این زنجیره‌ها تحت شرایط خاصی از فشار، دما و نیروهای برشی مرتب می‌شوند. این فرآیند آرایش‌یافتگی، که در هر دو جهت محوری و حلقوی رخ می‌دهد، موجب بهبود خواص مکانیکی مانند استحکام ضربه‌ای می‌شود. به طوری که در مکانیزم شکست لوله‌های OPVC، مشکل پوسته‌پوسته شدن مشاهده شده در لوله‌های UPVC برطرف می‌گردد.

رزین PVC به پنج روش پلیمریزه می‌شود که هر یک پلیمر با خواص متفاوت تولید می‌کند. با تغییر شرایط واکنش و روش خشک کردن رزین، می‌توان ویژگی‌های محصول نهایی را تغییر داد. فرآیندهای مختلف تولید PVC باعث تفاوت در شکل و اندازه دانه‌بندی، قابلیت جذب روغن‌های نرم‌کننده، و ویژگی‌های نوری، الکتریکی، فیزیکی، مکانیکی و کاربردی محصول می‌شوند.

روش‌های تولید PVC عبارتند از:

• پلیمریزاسیون به روش سوسپانسیون (Suspension Polymerization): 80 درصد تولید جهانی به این روش انجام می‌شود.
• پلیمریزاسیون به روش امولسیون (Emulsion Polymerization): 10 تا 15 درصد تولید جهانی به این روش انجام می‌شود.
• پلیمریزاسیون به روش توده‌ای (Bulk Polymerization): 10 درصد تولید جهانی به این روش انجام می‌شود.
• پلیمریزاسیون به روش محلول (Solution Polymerization): 1 تا 2 درصد تولید جهانی به این روش انجام می‌شود.
• پلیمریزاسیون به روش رسوبی (Precipitated Polymerization): درصد بسیار ناچیزی از تولید جهانی به این روش انجام می‌شود.

رزین پی وی سی را در ایران

رزین پی وی سی را در ایران از لحاظ روش ساخت نیز کلاس بندی می کنند. پی وی سی S که با روش سوسپانسیون درست می شود. ذرات درشت تر و حفره های بیشتری در ساختار خود دارد. که این حفره باعث جذب بهتر پلاستی سایزر به رزین می شود و از خمیری شدن جلوگیری می کند .

دوم پی وی سی نوع E که به روش امولسیون درست شده و ذرات کوچکتر و حفرات کمتری دارد. در نتیجه پلاستی سایزر به خوبی بین ساختار نفوذ نمی کند و پی وی سی حالت خمیری پیدا می کند. معمولا برای پوشش دهی و تهیه چرم مصنوعی از این نوع استفاده می کنند. برای درجه پلیمریزاسیون از value K استفاده می کنند هر چه این عدد بالاتر باشد یعنی طول زنجیره بیشتر و خواص مکانیکی مثل مقاومت در برابر ضربه، ازدیاد طول و کشش افزایش ولی فرایند پذیری و شکل پذیری کاهش میابد .

مثال پی وی سی با 57 value K طول زنجیره کوتاه تر نسبت به رزین 70 K دارد. برای مقایسه پلاستی سایزر های مختلف نسبت به DOP از پارامتر factor substitute یا SF استفاده می کنند . مثال SF روغن سویای اپوکسی 1.1 است یعنی اگر بخواهیم به جای DOP استفاده کنیم باید ده درصد بیشتر به رزین بزنیم. مکانیسم عملکرد استابلایزر های حرارتی شامل جایگزین کردن کلر ناپایدار بر روی پی وی سی با عناصر پایدارتر(پایدارکنندگی اولیه)، سیر کردن باند دوگانه کربن کربن، غیر فعال کردن رادیکال های ازاد، تشکیل کمپلکس با عوامل ناپایدار انجام می پذیرد. استابلایزر های پایه سرب به خاطر وجود مونوکسید سرب به عنوان پایه ساختارشان گاز هیدروژن کلرید رو خنثی میکنند. ضعفشان علاوه بر سمی بودن اینکه به خاطر وجود گوگرد در ساختار باعث ایجاد لکه در پی وی سی می شوند.