PVC-kunststoffen: polyvinylchloride

Polyvinylchloride (PVC) is een populaire thermoplast die geurloos, vast, broos en over het algemeen wit van kleur is. Het is momenteel gerangschikt als het op twee na meest gebruikte plastic ter wereld (achter polyethyleen en polypropyleen). PVC wordt het meest gebruikt in sanitair- en drainagetoepassingen, hoewel het ook wordt verkocht in de vorm van pellets of als hars in poedervorm.

Het gebruik van PVC overheerst in de woningbouw. Het wordt regelmatig gebruikt als vervanging of alternatief voor metalen buizen (vooral koper, gegalvaniseerd staal of gietijzer), en in veel toepassingen waar corrosie de functionaliteit in gevaar kan brengen en de onderhoudskosten kan doen stijgen. Naast residentiële toepassingen wordt PVC ook routinematig gebruikt voor gemeentelijke, industriële, militaire en commerciële projecten.

Over het algemeen is PVC veel gemakkelijker om mee te werken dan metalen buizen. Het kan met eenvoudig handgereedschap op de gewenste lengte worden gesneden. Fittingen en buisleidingen hoeven niet te worden gelast. Pijpen zijn verbonden met het gebruik van verbindingen, oplosmiddelcement en speciale lijmen. Een ander voordeel van PVC is dat sommige producten waaraan weekmakers zijn toegevoegd, zachter en flexibeler zijn dan stijf, waardoor ze gemakkelijker te installeren zijn. PVC wordt ook veel gebruikt in zowel flexibele als stijve vormen

In de gezondheidszorg is PVC te vinden in de vorm van voedingssondes, bloedzakken, intraveneuze (IV) zakken, onderdelen van dialyseapparaten en tal van andere items. Opgemerkt moet worden dat dergelijke toepassingen alleen mogelijk zijn wanneer ftalaten - chemicaliën die flexibele soorten PVC en andere kunststoffen produceren - aan de PVC-formulering worden toegevoegd.

Veel voorkomende consumentenproducten zoals regenjassen, plastic tassen, kinderspeelgoed, creditcards, tuinslangen, deur- en raamkozijnen, en douchegordijnen - om maar een paar dingen te noemen die u waarschijnlijk in uw eigen huishouden zult vinden - zijn ook gemaakt van PVC in één vorm of een andere.

Hoewel plastic zeker een door mensen gemaakt materiaal is, zijn de twee hoofdingrediënten die in PVC gaan - zout en olie - organisch. Om PVC te maken, moet u eerst ethyleen, een aardgasderivaat, scheiden van wat bekend staat als 'de grondstof'. In de chemische industrie, aardolie is de grondstof bij uitstek voor tal van chemicaliën, waaronder methaan, propyleen en butaan. (Natuurlijke grondstoffen zijn onder meer algen, een veelvoorkomende grondstof voor koolwaterstofbrandstoffen, maïs en suikerriet, beide alternatieve grondstoffen voor ethanol.)

Om de ethanol te isoleren, wordt vloeibare aardolie verhit in een stoomoven en onder extreme druk gezet (a proces genaamd thermisch kraken) om veranderingen in het molecuulgewicht van de chemicaliën in de grondstof. Door het molecuulgewicht te wijzigen, kan ethyleen worden geïdentificeerd, gescheiden en geoogst. Zodra dat is gebeurd, wordt het afgekoeld tot zijn vloeibare toestand.

Het volgende onderdeel van het proces is het extraheren van de chloorcomponent uit het zout in zeewater. Door een sterke elektrische stroom door een zoutwateroplossing (elektrolyse) te laten gaan, een extra elektron wordt opnieuw aan de chloormoleculen toegevoegd, zodat ze kunnen worden geïdentificeerd, gescheiden en geëxtraheerd.

Nu heb je de belangrijkste componenten.

Wanneer ethyleen en chloor elkaar ontmoeten, ontstaat door de chemische reactie die ze produceren ethyleendichloride (EDC). De EDC ondergaat een tweede thermisch kraakproces, dat op zijn beurt vinylchloridemonomeer (VCM) produceert. Vervolgens wordt de VCM door een katalysator bevattende reactor geleid, waardoor de VCM-moleculen met elkaar gaan verbinden (polymerisatie). Wanneer de VCM-moleculen koppelen, krijg je PVC-hars - de basis voor alle vinylverbindingen.

Op maat gemaakte, flexibele of gemengde vinylverbindingen worden gemaakt door de hars te mengen met verschillende formuleringen van weekmakers, stabilisatoren en modificatoren om gewenste eigenschappen te bereiken die alles omvatten, van kleur, textuur en flexibiliteit tot duurzaamheid bij extreem weer en UV voorwaarden.

PVC is een goedkoop materiaal dat lichtgewicht, kneedbaar en over het algemeen gemakkelijk te hanteren en te installeren is. Vergeleken met andere soorten polymeren, het productieproces is niet beperkt tot het gebruik van ruwe olie of aardgas. (Sommigen beweren dat dit PVC tot een "duurzaam plastic" maakt, omdat het niet afhankelijk is van niet-hernieuwbare vormen van energie.)

PVC is ook duurzaam en wordt niet aangetast door corrosie of andere vormen van degradatie, en als zodanig kan het langdurig worden opgeslagen. De formulering kan gemakkelijk worden omgezet in verschillende vormen voor gebruik in verschillende industrieën en toepassingen, wat een pluspunt is. PVC heeft ook chemische stabiliteit, wat een belangrijke factor is wanneer PVC-producten worden toegepast in omgevingen met verschillende soorten chemicaliën. Deze eigenschap garandeert dat PVC zijn eigenschappen behoudt zonder significante veranderingen te ondergaan wanneer chemicaliën worden geïntroduceerd. Andere voordelen zijn onder meer:

• Biocompatibiliteit
• Duidelijkheid en transparantie
• Weerstand tegen barsten door chemische spanning
• Laag thermisch geleidbaarheid
• Vereist weinig tot geen onderhoud

Als thermoplast kan PVC worden gerecycled en omgezet in nieuwe producten voor verschillende industrieën, hoewel het vanwege de vele verschillende formuleringen die worden gebruikt om PVC te vervaardigen, niet altijd gemakkelijk is werkwijze.

PVC kan wel 57% chloor bevatten. Koolstof - afgeleid van aardolieproducten - wordt ook vaak gebruikt bij de vervaardiging ervan. Vanwege de gifstoffen die mogelijk vrijkomen tijdens de fabricage, bij blootstelling aan vuur of als zodanig ontleedt op stortplaatsen, PVC wordt door sommige medische onderzoekers en milieuactivisten het "gif" genoemd plastic."

PVC-gerelateerde gezondheidsproblemen zijn nog niet statistisch bewezen, maar deze toxines zijn in verband gebracht met aandoeningen die dat wel zijn omvatten maar zijn niet beperkt tot kanker, foetale ontwikkelingsstoornissen, endocriene verstoring, astma en verminderde long functie. Terwijl fabrikanten het hoge zoutgehalte van PVC als natuurlijk en relatief onschadelijk beschouwen, suggereert de wetenschap dat natrium - mee met het vrijkomen van dioxine en ftalaat - zijn in feite potentiële bijdragende factoren aan de milieu- en gezondheidsrisico's van PVC vormt.

Bezorgdheid over PVC-gerelateerde risico's en aanleiding voor onderzoek naar het gebruik van suikerrietethanol voor grondstof in plaats van nafta (een brandbare olie die wordt verkregen door de droge destillatie van steenkool, schalie of aardolie). Er worden aanvullende onderzoeken uitgevoerd naar biogebaseerde weekmakers met het doel om ftalaatvrije alternatieven te creëren. Hoewel deze experimenten nog in de beginfase zijn, is de hoop om duurzamere vormen van PVC te ontwikkelen de mogelijke negatieve impact op de menselijke gezondheid en het milieu tijdens de fabricage, het gebruik en de verwijdering te verminderen stadia.

• "Alles wat u moet weten over PVC-plastic: wat is polyvinylchloride (PVC) en waarvoor wordt het gebruikt?"Blog over creatieve mechanismen. 6 juli 2016
• "Hoe wordt PVC eigenlijk gemaakt?"Teknor Apex: Knowledge Center / Blog. 31 maart 2017