Polyvinyl Clorua là gì? Tổng quan về vật liệu PVC

Polyvinyl Clorua

Polyvinyl Clorua là một vật liệu quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Các nhà sản xuất đang tìm cách cải tiến sản phẩm PVC để giảm thiểu tác động của nó đến môi trường. Hãy cùng ATH Group tìm hiểu Polyvinyl Clorua qua bài viết dưới đây!

Polyvinyl Clorua
Polyvinyl Clorua

Polyvinyl Clorua là gì?

Polyvinyl clorua hay còn gọi là poly(vinyl chloride), viết tắt là PVC, là một loại nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinylclorua (CH2=CHCl). Polyvinyl clorua (PVC) là một trong những vật liệu được tổng hợp nhân tạo sớm nhất và có lịch sử lâu đời nhất trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp.

PVC có dạng bột màu trắng hoặc màu vàng nhạt. PVC tồn tại ở hai dạng là huyền phù (PVC.S – PVC Suspension) và nhũ tương (PVC.E – PVC Emulsion). PVC.S có kích thước hạt lớn từ 20 – 150 micron. PVC.E nhũ tương có độ mịn cao.

Tìm hiểu thêm: Băng cản nước gốc Polyvinyl Clorua

Đặc tính của Polyvinyl Clorua

PVC có đặc tính vốn không độc, nếu độc là độc bởi phụ gia, monome VC còn dư, và khi gia công chế tạo sản phẩm do sự tách thoát HCl. PVC chịu va đập kém. Để tăng cường tính va đập cho PVC thường dùng chủ yếu các chất sau: MBS, ABS, CPE, EVA với tỉ lệ từ 5 – 15%. PVC là loại vật liệu cách điện tốt, các vật liệu cách điện từ PVC thường sử dụng thêm các chất hóa dẻo tạo cho PVC này có tính mềm dẻo cao hơn, dai và dễ gia công hơn, chất lượng khi gia công tốt hơn, dễ sử dụng hơn.

Tỉ trọng của PVC vào khoảng từ 1,25 đến 1,46 g/cm3 (nhựa chìm trong nước), cao hơn so với một số loại nhựa khác như PE, PP, EVA (nhựa nổi trong nước)…

Phân loại nhựa PVC

PVC cứng là PVC có thành phần chủ yếu là bột PVC, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn, các chất phụ gia, không có hoặc có hàm lượng chất hóa dẻo thấp (<5%). Hỗn hợp của chúng được trộn trong máy trộn, sau đó được làm nhuyễn trong máy đùn, máy cán, ở nhiệt độ 160 – 180 °C.

PVC cứng được dùng làm ống dẫn nước, xăng dầu và khí ở nhiệt độ không quá 60 độ C, các thiết bị thông gió, dùng bọc các kim loại làm việc trong môi trường ăn mòn.

Ứng dụng của Polyvinyl Clorua trong công nghiệp

Là một trong những vật liệu cực kỳ phổ biến trong công nghiệp nên khi nói đến ứng dụng của PVC thì sẽ có rất nhiều thứ đươc liệt kê dưới đây:

Nhựa PVC được ứng dụng để làm ống nhựa

Đây có lẽ là ứng dụng dân dụng gần gũi và dễ tiếp cận nhất. 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. Và từ tính chất của PVC nên ống nhựa được chia làm 2 loại : Ống nhựa cứng được gọi là uPVC không chứa chất làm dẻo và Ống nhựa mềm PVC được trộn thêm chất làm dẻo như là DOP.

Dây và cáp điện – Bọc cách điện bằng nhựa PVC

Một lĩnh vực khác cũng có sự góp mặt đáng kể của PVC đó là cáp điện. Nhựa PVC thường được sử dụng nhiều để làm dây cáp, tùy theo sự phân loại dây cáp mà nhựa PVC được trộn thêm một số loại phụ gia theo từng mức độ chịu nhiệt khác nhau. Như dây sử dụng trong điện dân dụng thường có nhiệt độ khoảng 70 độ C. Từ 90 đến 100 độ C thì sử dụng trong các ngành công nghiệp. Nhựa PVC sử dụng làm dây cáp thường được trộn thêm các phụ gia chống cháy để tăng tính an toàn

Màng nhựa PVC

Bao gồm có màng cứng, màng bán cứng và màng mềm tùy thuộc vào hàm lượng hóa dẻo có trong nhựa PVC như: Hexamoll DINCH, DOP…Màng nhựa PVC được sử dụng làm đóng gói sản phẩm, bao bì, áo mưa…

Thanh nhựa uPVC

Còn được gọi là Unplasticized PVC bao gồm các chất như Polymers Arylic tạo độ bền, các chất ổn định để chịu nhiệt và chống tia UV, chất sáp làm bóng bề mặt. Là loại nhựa chịu nhiệt cao, nhiệt độ nóng chảy là 1000 độ C, chịu nhiệt cao nhưng không cháy. Dùng làm tấm nhựa PVC, vách ngăn PVC, cửa sổ, tấm nhựa Arylic…

Thiết bị van công nghiệp bằng nhựa PVC, uPVC

Một ứng dụng quan trọng trong ngành vật tư đường ống đó là van công nghiệp nhựa PVC, uPVC. Nhựa PVC là loại vật liệu có khả năng chống ăn mòn hóa học tốt. Vì vậy, vật liệu này được ứng dụng rất phổ biến trong mảng vật tư đường ống nhưa phụ kiện côn, cút, tê,… nhựa; Van bướm nhựa, van bi nhựa PVC, van 1 chiều PVC…. Các loại van này có thể được ứng dụng trong môi trường nước sạch, hệ thống có lưu chất chứa hóa chất nồng độ cao.

Thêm nữa, bài viết này tôi sẽ giới thiệu luôn về một loại vật liệu khác là nhựa PTFE

Phân loại PVC cứng – đặc điểm và tính năng từng loại

PVC cứng là chất liệu tổng hợp giữa bột Polyvinyl Clorua với nhiều nguyên liệu thành phần như: chất phụ gia, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn và một hàm lượng thấp chất hóa dẻo <5% (nếu có). Các nguyên liệu thành phần tạo nên pvc cứng phải được trộn đều và làm nhuyễn ở nhiệt độ 160 – 180 độ c.

Tính chất  Đơn vị đo Giá trị 
Khối lượng riêng PVC g/cm³ 1,45 – 1,50
Giới hạn bền kéo đứt kg/cm² 500 – 700
Giới hạn bền uốn kg/cm² 800–1200
Giới hạn bền nén kg/cm² 800 – 1600
Môđun đàn hồi kg/cm² 4000 – 10.000
Độ dãn dài khi đứt % 10 – 25
Độ dẫn nhiệt cal/cm.s.℃ 3,8 – 4.10-4
Điện áp đánh thủng kV/cm 15 – 35
Điện trở suất Ω.cm 1015
Hệ số giãn nở dài 0,00006 – 0,00007
Hằng số điện môi

(60 Hz, 30 ℃)

3,54

PVC cứng được chia thành 2 loại là UPVC (Polyvinyl Clorua không chất hóa dẻo) và CPVC (Polyvinyl Clorua được clo hóa).

UPVC – Unplasticized Polyvinyl Clorua

UPVC (Unplasticized Polyvinyl Clorua) là PVC không có chất hóa dẻo. Vì không chứa BPA (một loại chất hóa dẻo) nên chất liệu UPVC được sử dụng trong ngành y tế và nha khoa. Đặc biệt, tính cứng cáp và bền bỉ của chất liệu này khiến chúng được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng. Chất liệu UPVC giúp tiết kiệm chi phí do không cần bảo trì hay bảo dưỡng.

Được biết, UPVC là biện pháp thay thế vật liệu bằng gỗ cứng và nhôm hoàn hảo. Nhựa UPVC có chi phí thấp đi kèm là độ bền cao, tuổi thọ có thể lên đến 40 – 80 năm. Loại nhựa này có khả năng tái chế, cực kỳ thân thiện với môi trường. Bên cạnh khả năng kháng hóa chất, chống ăn mòn, chống tia cực tím thì nhựa UVPC còn có tính cách nhiệt hiệu quả.

Bên cạnh những ưu điểm nổi trội thì UPVC có nhược điểm là không chịu được nhiệt độ cao. Các dữ liệu về khả năng chịu nhiệt của UPVC đóng vai trò là đường ống dẫn nước bao gồm:

  • Nhiệt độ nước xả liên tục không được vượt quá 40 độ C
  • Nhiệt độ nước nóng xả tức thời không vượt quá 80 độ C
  • UPVC có độ bền kém khi gặp tác động nhiệt quá 60 độ C.

CPVC – PVC được clo hóa

Ký tự C là viết tắt của từ Clo hóa. CPVC là một dạng của nhựa PVC, thường được sử dụng trong ngành sản xuất ống dẫn nước vì không chuyển bất kỳ chất độc hại nào sang nước uống. Clo hóa PVC mang đến khả năng chống axit, bazơ, muối, hydrocacbon parafinic, halogen, rượu, vi khuẩn, cặn bẩn tốt.

CPVC chịu được nhiệt độ cao hơn tiêu chuẩn nhựa PVC thông thường nên được ứng dụng nhiều trong đường ống nước nóng – lạnh, xử lý chất lỏng công nghiệp. Cụ thể, giới hạn nhiệt độ mà CPVC có thể chịu được là 93.3 độ C (200 độ F). Chất liệu này cũng được công nhận có tính chống cháy lan tốt nhất và khả năng chống ăn mòn do nhiệt cao.