Поливинилхлорид (PVC): свойства, история и современное применение

Поливинилхлорид (PVC) — один из наиболее широко используемых полимеров на современном рынке. Естественно белого цвета и очень жесткий, PVC также является одним из старейших пластиков в мире. PVC был впервые синтезирован в 1872 году, но для коммерческих применений освоен только в 1913 году, когда немецкий изобретатель Фридрих Хайнрих Август Клатте использовал солнечный свет для полимеризации хлорида винила.

К середине 1900-х годов спрос на доступную альтернативу натуральному каучуку резко возрос, и производство PVC взлетело. PVC был особенно популярен в строительной отрасли благодаря устойчивости к свету, химикатам и коррозии. Сегодня PVC широко используется в здравоохранении, IT, транспорте, текстиле и строительстве. Вот всё, что нужно знать о поливинилхлориде: от производства до самых популярных применений.

Что такое поливинилхлорид?

PVC производится путем полимеризации мономера хлорида винила. Получение мономера включает создание хлора электролизом соленой воды. Хлор соединяется с этиленом, образуя дихлорид этилена, который при очень высоких температурах превращается в мономер хлорида винила. Затем мономер полимеризуется в PVC.

PVC выпускается в двух основных формах: не plastифицированный полимер и гибкий пластик. В не plastифицированной форме PVC жесткий, но хрупкий. Гибкая форма мягче и легче гнется. Гибкий PVC создается добавлением пластификаторов, таких как фталаты, к жесткому PVC.

Как правило, жесткий PVC используется в строительстве, сантехнике и сельском хозяйстве, а гибкий — как замена каучуку и для изоляции электрических кабелей.

Свойства и механические характеристики поливинилхлорида

PVC ценится за высокое отношение прочности к весу, хорошую электрическую и тепловую изоляцию. Жесткий PVC может использоваться при температурах до 60 °C без плавления, его легко склеивать, сварка, обрабатывать, гнуть или формировать. Изделия из PVC перерабатываемы, хотя переработка может быть сложной из-за высокого содержания хлора, а некоторые процессы могут изменять химический состав.

Гибкий PVC имеет совершенно иные физико-механические свойства. Он менее химически стойк и быстрее деградирует при высоких температурах, чем жесткий PVC. Однако гибкий PVC легче обрабатывается и ценится за гибкость и высокую ударную прочность. Но гибкий PVC не подходит для пищевых приложений из-за химикатов, используемых для пластификации.

В целом, PVC — высоко универсальный и долговечный материал, более доступный, чем многие альтернативы. Некоторые его механические свойства:

• Прочность на растяжение: 7500 psi
• Модуль упругости на растяжение: 411 000 psi
• Прочность на изгиб: 12 800 psi
• Модуль упругости на изгиб: 481 000 psi
• Твердость: 115 Rockwell R

Популярные применения поливинилхлорида

PVC, и особенно жесткий PVC, — один из самых популярных и важных термопластиков в коммерческом использовании сегодня, с бесчисленными коммерческими и промышленными применениями. Наиболее популярные применения жесткого PVC: трубы, кровельные материалы, коробки для распределения электроэнергии, выключатели, корпуса вилок, клеммы аккумуляторов. Жесткий PVC также встречается в потребительских товарах: бутылки, штанги для штор, аудио- и видеокоробки, пластинки, кредитные карты.

Гибкий PVC имеет другие применения благодаря своим механическим свойствам. Из него делают водонепроницаемые мембраны, изоляцию кабелей, кровельную подкладку, изоляцию проводов, конвейерные ленты и шланги. Особенно гибкий PVC используется во множестве медицинских применений: кислородные шатры, мешки и трубки для переливания крови, капельницы и растворы для диализа.

Почему выбирают поливинилхлорид?

Поливинилхлорид — долговечный, доступный и универсальный альтернативой традиционным строительным материалам: дереву, металлу, каучуку и стеклу. Более того, PVC перерабатываем, в жесткой форме нетоксичен, огнеупорен и не проводит ток. Также химически стойок, поэтому часто используется в канализационных трубах.

Однако некоторые другие пластики имеют более высокую температуру плавления или более эффективные изоляционные свойства. Для определенных проектов другой пластик может быть более подходящим. Например, PET — нетоксичная альтернатива гибкому PVC, часто используемая для пищевой упаковки.

Fast Radius поможет начать работу с поливинилхлоридом

При множестве видов пластиков на рынке легко запутаться при выборе материала — таблицы материалов говорят не всё. Партнерство с опытной производственной командой, которая проведет вас через процесс выбора материалов, поможет убедиться, что вы выбираете идеальные материалы для вашей детали.

Когда вы сотрудничаете с Fast Radius, вы партнерите с командой, которая будет работать рядом с вами не только на этапе выбора материала, но на протяжении всего производственного пути. Мы поможем определить, подходит ли PVC для вашей детали, и если да — как лучше его использовать, чтобы вывести деталь на новый уровень. Готовы начать? Свяжитесь с нами сегодня.

Чтобы узнать больше о других видах пластиков, включая полиэтилен и биопластики PLA, посетите наш центр ресурсов.

Готовы изготовить свои детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости