Polyvinylchlorid

4.3.1.1 Polyvinylchlorid

Ing. Miloš Sova, CSc.

Polyvinylchlorid je dnes jediný plast, který má nejširší aplikační záběr, od automobilového průmyslu až do obalové techniky, od trubek pro stavebnictví až po oděvní průmysl. Je to dáno především jeho schopností vyskytovat se ve velmi rozmanitých podobách. Hlavní důvod této univerzálnosti spočívá v kvalitě fyzikálních a chemických vlastností PVC a jeho schopnosti vyhovět velmi odlišným požadavkům. Přídávání stabilizátorů, barviv a dalších přísad, možnosti zpracování od vytlačování, přes vstřikování až po válcování, tím vším PVC nabízí stálé nové možnosti použití.

Polyvinylchlorid (PVC) je syntetický polymer, který se získává polymerací monomeru nazývaného vinylchlorid (VCM). Reakce se provádí za přítomnosti iniciátoru. Chemicky je PVC složeno z atomů uhlíku, vodíku a chloru. Uhlík a vodík pocházejí z ropy, zatímco chlor se získává rozkladem kuchyňské soli, chloridu sodného.

Polyvinylchlorid je nerozpustný jak ve vodě, tak také ve svém monomeru (VCM). Důsledkem této skutečnosti je možnost provádět polymerační reakci několika způsoby, a připravit tak různé typy polyvinylchloridu, lišící se ve vlastnostech. Podstata rozdílů vlastností spočívá v rozdílech ve struktuře PVC, avšak na rozdíl od polyethylénu, kde rozdíly byly způsobeny molekulární strukturou, jsou rozdíly u PVC způsobeny nadmolekulární strukturou polymeru.

Jedná se o následující tři hlavní postupy výroby PVC: suspenzní (ve vodě), blokový (v monomeru) a emulzní a mikrosuspenzní (ve vodě). Procentuální rozdělení jednotlivých typů polymerace ve světě je v následující tabulce:

Tabulka procentuálního podílu jednotlivých typů PVC podle polymerace v celosvětové produkci:

Polymerace Rozdělení ve světě

Suspenzní 82 %

Bloková 7 %

Emulzní a mikrosuspenzní 11 %

V prvních dvou postupech probíhá polymerace v organické fázi monomeru a iniciátor je rozpustný v monomeru. Emulzní pochod využívá iniciátorů rozpustných ve vodě a k polymeraci dochází ve vodné fázi. Celý polymerační pochod se uskutečňuje za zvýšené teploty a pod tlakem v autoklávu. Je tedy přetržitý, šaržovitý a jen těžko jej lze provést nepřetržitým způsobem.

Při suspenzní polymeraci je kapalný vinylchlorid jemně rozptýlen ve vodě ve tvaru jemných kapiček. K tomu je nutné přídání stabilizátorů suspenze. Teplota polymerace se pohybuje v rozmezí od 50 do 70 °C a na její hodnotě závisí molární hmotnost výsledného polymeru. Vzniklý suspenzní polyvinylchlorid (PVC-S) má charakter jemného prášku, jehož zrna mají velikost od 120 do 150 μm podle dalšího účelu použití.

Při blokové polymeraci je v autoklávu jen monomer a iniciátor. Jelikož polyvinylchlorid je nerozpustný ve svém monomeru (VCM), sráží se v průběhu reakce jako jemný prášek o velikosti zrna opět od 120 do 150 μm jako při suspenzní polymeraci. I jeho použití je obdobné s tím, že blokový PVC (PVC-M) má vyšší čistotu, neboť neobsahuje…