PVC، پلاستیک کم طاقت در فرآیند شکل دهی

پلی وینیل کلراید یا به اختصار PVC، یکی از قدیمی ترین پلیمرهای تولیدی دنیا و همچنین ایران است. پتروشیمی آبادان با همکاری شرکت های آمریکایی، و پتروشیمی بندر امام یا ایران-ژاپن سابق، که ماحصل همکاری شرکت ملی پتروشیمی ایران و شرکت میتسویی کمیکال ژاپن است، قدیمی ترین تولید کننده های PVC در ایران هستند. امروزه PVC پس از پلی اتیلن و پلی پروپیلن، بیشترین سهم تولید و مصرف را در بین پلیمر های دنیا در صنایع گوناگونی مانند ساختمان، آبرسانی، لوازم خانه و … دارد.

تخریب و تغییر رنگ PVC با افزایش دفعات اکستروژن در صورت اضافه نشدن پایدارکننده حرارتی

قیمت کم مهمترین مزیت PVC است و در کنار این مزیت مهم، ناپایداری در دماهای بالا مهمترین ایراد وارد بر این پلاستیک است. در حقیقت PVC در دماهای بالا تخریب می شود و نتیجه این تخریب، تولید گاز اسیدی، سمی و مخرب HCl است. جدا شدن اتم کلر از زنجیره PVC و تشکیل گاز HCl یک واکنش خودکاتالیستی است که منجر به تشکیل پیوندهای دوگانه غیر اشباع در زنجیره این پلیمر می شود. این واکنش از اتم های کلر موجود در نواقص ساختاری زنجیره PVC شروع می شود. مهمترین نواقص ساختاری زنجیره PVC، اتم های کلر متصل به کربن های نوع سوم و اتم های کلر انتهایی زنجیر و متصل به گروه های آلیلیک هستند.

نواقص ساختاری زنجیره PVC

نتیجه این واکنش تغییر رنگ محصول تولیدی به رنگ زرد و حتی در صورت تخریب زیاد، قهوه ای و سیاه است. با پیشرفت این واکنش در کنار تغییر رنگ، خواص فیزیکی – مکانیکی پلیمر نیز تضعیف می شود.

 

واکنش تخریب PVC

تا زمان پیدایش پایدارکننده های حرارتی، PVC کاربرد زیادی پیدا نکرد. اما امروزه گروه های مختلفی از پایدارکننده های حرارتی جهت توسعه کاربردهای PVC تجاری شده اند. مهمترین پایدارکننده های مورد استفاده نمک های سرب، صابون های فلزی و ترکیبات قلع هستند. نمک های سرب علیرغم کارایی بالا، به دلیل آثار مخرب زیست محیطی محدودیت هایی در استفاده دارند. این پایدارکننده ها توسط مکانیسم های مختلفی مانند جلوگیری از جدا شدن اتم کلر، جذب و تبدیل کلر جدا شده به ترکیبات غیر فعال پایداری PVC در دماهای بالا را تضمین می کنند.
مهمترین معیارهای انتخاب یک پایدارکننده مناسب سازگاری با PVC، بدون رنگ، سمی نبودن و سازگاری با محیط زیست، بدون بو، عدم برهمکنش با محتوی در تماس با PVC و همچنین تضعیف نکردن خواص فیزیکی – مکانیکی PVC است.
پایدارکننده های حرارتی PVC بر اساس عملکرد به پایدارکننده های اولیه و ثانویه، و بر اساس ساختار به دو خانواده آلی و معدنی تقسیم می شوند.
در بخش بعدی انواع مختلف پایدارکننده های مورد استفاده در تولید قطعات PVC معرفی خواهند شد.