PVC là sản phẩm trùng hợp của chất gì?

Có thể thấy, vật dụng bằng nhựa PVC xuất hiện mọi nơi xung quanh bạn. Đường ống nước bên dưới lòng đất, sàn nhà ốp gỗ giả dưới chân, quần áo bạn mặc hay là cánh quạt trần cũng được làm từ PVC. Đây chính là loại nhựa tổng hợp được sử dụng nhiều thứ 2 trêm thế giới (sau PE), được ứng dụng rất nhiều để sản xuất các đồ dùng bằng nhựa cứng. Vậy PVC là sản phẩm trùng hợp của chất gì? Hãy tìm hiểu bài viết nhé.

Để tìm hiểu về nguồn gốc của PVC là gì? PVC là sản phẩm trùng hợp của chất gì?, thì trước tiên chúng ta sẽ đi tìm hiểu từ nguồn gốc của thành phần chính của nó đó là Vinylclorua. Vinyl Clorua được tổng hợp lần đầu tiên vào trong năm 1835 bởi Henri Regnault. Khi đó nó chưa được chú ý đến. Cho đến tận năm 1872, khi nhà hóa học người Đức tên Eugen Baumann phơi ống nghiệm có chứa vinyl clorua dưới ánh nắng mặt trời trong 4 tuần thì phát hiện ra Polyvinyl clorua, một chất có hình dạng bột màu trắng được kết tủa. Tuy nhiên, ở thời điểm này về bản chất hóa học của nó vẫn chưa được các nhà khoa học xác định.

Mãi đến bốn mươi năm sau, tức năm 1912 lúc này nhựa PVC mới được công nhận là do nhà hóa học người Nga Iwan Ostromislensky tìm ra. Nhưng trên thực tế, cũng tại thời điểm đó, nhà hóa học Fritz Klatte – một nhà hóa học của người Đức của công ty hóa chất Griesheim-Elektron cũng đã cho ra đời quy trình sản xuất PVC. Cả hai cùng nghiên cứu để ứng dụng nó vào trong sản xuất các sản phẩm thương mại, nhưng đều bị thất bại do không giải quyết được tính kém ổn định, cứng giòn của PVC.

Nhựa PVC là gì? PVC là sản phẩm trùng hợp của chất gì? Nhựa PVC có đặc điểm gì?

Nhựa PVC có tên gọi đầy đủ Polyvinyl Clorua được tạo ra sớm nhất trong lịch sử của ngành nhựa từ việc tổng hợp nhân tạo vinylClorua khi được mang phơi dưới ánh nắng mặt trời.

Thực tế, có một số loại nhựa PVC như sau:

• PVC dẻo hay PVC-P (Mật độ: 1,1-1,35 g/ cm 3): PVC dẻo được hình thành bằng cách thêm vào các chất dẻo tương thích vào nhựa PVC làm giảm độ kết tinh. Những chất hóa dẻo này khiến cho PVC dẻo và trong hơn.
• PVC cứng hay PVC-U hoặc uPVC (Mật độ: 1,3-1,45 g/ cm 3 ): Đây là loại nhựa cứng cùng với khả năng chống va đập, chống nước, chống hóa chất và ăn mòn cao.
• Polyvinyl Clorua hoặc perchlorovinyl clo hóa: Nó được điều chế bằng cách cho clo hóa nhựa PVC. Hàm lượng clo cao để tạo ra độ bền cao, ổn định hóa học và chống cháy tốt.
• Định hướng phân tử PVC hoặc PVC-O: Nó được tạo ra bằng cách sắp xếp lại về cấu trúc vô định hình của PVC-U thành cấu trúc phân lớp. Loại nhựa PVC này khá cứng và chịu lực tốt.
• PVC biến đổi hoặc PVC-M: Đây là loại nhựa PVC được hình thành bằng cách thêm các tác nhân biến đổi, tăng thêm độ cứng và bền.

Nhựa PVC là sản phẩm trùng hợp của chất gì? được tạo ra như thế nào?

Trở lại gần 200 năm trước, vinylclorua (VC) – thành phần chính để tạo ra PVC được Henri Regnault tổng hợp thành công vào năm 1835. Sau đó 37 năm, PVC được tìm thấy một cách ngẫu nhiên khi mà Baumann khi phơi ống nghiệm chứa vinylclorua dưới ánh sáng mặt trời. Phải đến 40 năm sau, PVC mới được công nhận do Iwan Ostromislensky (Nga) tìm ra và cùng với năm đó quy trình sản xuất PVC được Fritz Klatte (Đức) công bố.

Tuy nhiên, lúc này người ta vẫn chưa tìm ra cách dẻo hóa PVC nên nó khá cứng, khó ứng dụng. Đến năm 1937, nó mới được đưa vào sản xuất công nghiệp và dàn trở thành loại nhựa tổng hợp được sử dụng nhiều nhất trên thị trường thế giới cho đến khi bị PE soán ngôi.

Hiện nay, Polyvinyl Clorua được tạo ra từ một trong ba quy trình nhũ tương:

• Đình chỉ trùng hợp
• Trùng hợp nhũ tương
• Trùng hợp số lượng lớn

Nhựa PVC có ưu điểm gì?

PVC là một vật liệu rất linh hoạt và hiệu quả về chi phí. Các thuộc tính và lợi ích chính của nó bao gồm:

Độ bền: nhựa PVC chịu được các điều kiện thời tiết vô cùng khắc nghiệt, có khả năng chống sự ăn mòn, sốc và mài mòn. Do đó, bạn có thể thấy nó được sử dụng dùng để sản xuất rất nhiều vật dụng ngoài trời. Nghiên cứu của Japan PVC Pipe and Fittings Association cho thấy được các ống nước ngầm PVC gần như không bị hư hại nhiều sau thời gian 35 năm sử dụng.

Khả năng chống cháy:  PVC có chứa 57% clo có nguồn gốc từ muối thông thường, khi được đốt cháy thì hàm lượng clo của nó sẽ dập tắt ngọn lửa. Đồng thời, nhiệt độ cháy của nhựa PVC cao tới 455 ° C, nhiệt độ PVC giải phóng khi đốt cháy thường sẽ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ được giải phóng bởi vì các loại nhựa khác như PE và PP nên nó ít có khả năng truyền lửa sang các vật liệu khác.

Cách điện: nhựa PVC chịu được cường độ điện lớn mà không bị phá vỡ các cấu trúc, kết hợp với khả năng chống được cháy, nó trở thành vật liệu lý tưởng để ứng dụng trong sản xuất cáp truyền thông, băng cách điện, cáp điện dân dụng, hộp công tắc và vỏ dây điện.

Tính chất cơ học: nhựa PVC ở điều kiện thông thường cứng, giòn, chịu lực tốt, có khả năng chống sự mài mòn, nhẹ và dẻo dai.

Kháng hóa chất: Mặc dù nhựa PVC hòa tan hoặc trương nở trong hydrocarbon thơm, ketone và ete tuần hoàn nhưng nó rất khó để hòa tan trong các hóa chất hữu cơ khác. PVC chống lại hầu hết các hóa chất vô cơ. Do vậy, nó được sử dụng dùng để làm ống xả khí hoặc ống dẫn và ống các loại, bao gồm cả các ứng dụng về y tế..

Nhựa PVC có an toàn không?

Trước 1970, nhựa PVC được sử dụng vô cùng rộng rãi vì dễ điều chế và gái rẻ, độ bền cao. Tuy nhiên cho đến năm 1970, người ta phát hiện ra trong nhựa PVC có chất vinyl chloride – thường được gọi là VCM có khả năng gây ra ung thư. Từ đó, nó được hạn chế sử dụng hơn, nhất là những loại bao bì thực phẩm vì lo ngại cho vấn đề sức khỏe con người.

Một số ứng dụng nhựa PVC

Dùng nhựa PVC trong in tem nhãn

Decal tem nhãn nhựa PVC

Tem nhựa PVC là loại decal có chất liệu được làm bằng nhựa PVC với đặc tính chống thấm nước, dẻo dai (xé không rách), tuổi thọ tem và mực bền theo năm tháng nên nó được sử dụng để in tem nhãn mã vạch (tem S/N, nhãn Imei cho các máy móc thiết bị), in tem trang sức, in tem ngành hải sản đông lạnh hoặc được sử dụng trong môi trường ngoài trời (nắng, mưa)… Đặc biệt, tem nhựa PVC đem lại được tính thẩm mỹ cao cho các mẫu tem nên cũng được ưa chuộng sử dụng dành cho những dòng sản phẩm cao cấp.

Giá thành in tem nhãn nhựa do hội tụ rất nhiều ưu điểm, bền đẹp nên thường chi phí khá cao.

Dùng nhựa PVC trong sản xuất các đường ống nước

Các đường ống nhựa được làm từ PVC

Vinyl rất linh hoạt, bình thường nó khá cứng, chắc chắn, chịu lực rất tốt nhưng nếu cho thêm một số phụ gia bên trong quá trình sản xuất, nó sẽ mềm dẻo hơn và dễ uốn hơn. Đồng thời với độ bền hóa chất, chống ăn mòn,… nó được sử dụng dùng để sản xuất nhiều loại ống nước khác nhau.

Dùng nhựa PVC trong sản xuất các loại ốp trong công trình xây dựng

Lợp mái bằng nhựa PVC

Vì có khả năng chống được ẩm và mài mòn, nhựa PVC được sử dụng để ốp cửa sổ, lợp mái, làm hàng rào, ốp sàn và ốp tường. Vinyl không ăn mòn như một số vật liệu xây dựng thông thường, không yêu cầu sơn thường xuyên và cũng có thể được làm sạch dễ dàng bằng các loại nước tẩy rửa nhẹ nhàng thông thường.

Dùng nhựa PVC bên trong sản xuất dây cáp

Dây cáp nhựa

PVC có thể chịu được các điều kiện về thời tiết khắc nghiệt như nhiệt độ và độ ẩm thay đổi, chống sự mài mòn, không bị ăn mòn bởi hóa chất, dẻo dai, chịu được lực tốt nên được sử dụng trong hệ thống dây điện và cáp.

Dùng nhựa PVC bên trong sản xuất các tấm phủ, màng phủ

Các tấm bạt phủ bằng nhựa PVC

PVC khá cứng nhưng nếu thêm vào các chất hóa dẻo thích hợp sẽ điều chỉnh được độ dẻo như mong muốn. Nó được sử dụng dùng làm các loại màng mỏng như các tấm bạt che, áo mưa, nhãn chai nước hay mỏng hơn là dùng làm các bao bì sản phẩm.

Vì PVC dễ điều chế, giá rẻ và tiện dụng nên nó được sử dụng rất nhiều và phổ biến cho các đồ vật nhựa hàng ngày. Mặc dù được khuyến cáo trong nhưa PVC có chứa chất gây ung thư và khi đốt cháy sẽ tạo khí clo độc hại, gây ô nhiễm môi trường nhưng rất nhiều người vẫn lựa chọn sử dụng vì nó rẻ. Do đó, nếu như bạn có sử dụng đồ nhựa thì hạn chế tiếp xúc với trẻ em (trẻ hay ngậm) và tránh đốt nhựa.

Tính chất vật lý của nhựa PVC.

Nhựa PVC thường có dạng bột màu trắng hoặc vàng.

Tồn tại với 2 dạng  là:

Huyền phù (PVC.S – PVC Suspension) với kích thước hạt lớn từ 20 – 150 micron.

Nhũ tương  (PVC.E – PVC Emulsion) có độ mịn cao.

Nhựa PVC không độc, chỉ độc khi thêm vào các phụ gia.

 

Chịu lựa kém, để có thể tăng tính va đập PVC sẽ được trộn thêm MBS, ABS ..

 

PVC cách điện tốt, khi dùng nhựa PVC làm vật liệu cách điện thường được thêm tính mềm dẻo để dễ dàng gia công, tạo độ dai.

Ứng dụng của PVC.

Nhựa PVC được ứng dụng dùng để làm ống  nhựa. Ống nhựa PVC thường dùng để làm ống dẫn nước, dẫn các chất lỏng, từ hộ gia đình nhỏ đến các tổ chức lớn đều sử dụng chúng. Và từ tính chất của nhựa PVC nên ống nhựa được chia làm 2 loại :

 

Ống nhựa cứng được gọi là uPVC không chứa các chất làm dẻo.

Ống nhựa mềm PVC được trộn thêm các chất làm dẻo như là DOP.

Ưu điểm hạt nhựa PVC

• Kháng hóa chất tốt (kể cả clo)
• Chống được thủy phân (nước nóng và hơi nước)
• Chống tia cực tím
• PVC có khả năng tự chống cháy, chống nhiễm điện từ
• PVC nguyên sinh có thể được sử dụng rất nhiều trong việc sản xuất nguyên liệu cấp thực phẩm.
• Giá thành hợp lý và tương đối rẻ
• Dễ dàng pha trộn với sợi thủy tinh để tặng độ cứng, chống va đập,  phụ gia kim loại để dùng trong máy móc và chịu được nhiệt độ cao >150oC

Nhược điểm hạt nhựa PVC

• Có độ bền thấp khi trong các môi trường có nhiệt độ thấp.
• Khả năng chống sự bào mòn tương đối yếu
• Khi trong môi trường có nhiệt độ cao hơn trên 120oC sẽ dễ bắt lửa và có mùi khó chịu

Xem thêm: Màn nhựa PVC ngăn lạnh

PVC là gì?