Polivinil-klorid

Azonosítás
Polivinil-klorid)


A poli (vinil-klorid) szerkezete
IUPAC név	poli (1-klór-etilén)
Szinonimák	PVC poli (1-klór-etén) polivinil-klorid
N o CAS	9002-86-2
N o ECHA	100,120,191
PubChem	6338
ChEBI	53243
Mosolyok	C ([C @@ H] (Cl) ) PubChem , 3D nézet
InChI	InChI: 3D nézet InChI = 1S / C2H3Cl / c1-2-3 / h2H, 1H2
Kémiai tulajdonságok
Képlet	(C 2 H 3 Cl) n n = 700 és 1500
Fizikai tulajdonságok
T ° üveg átmenet	80 ° C
T ° fúzió	> 180 ° C (bomlás)
Oldhatósági paraméter δ	19,8 MPa 1/2 ; 21,3 J 1/2 · cm -3/2
Térfogat	1,38 g · cm -3
Öngyulladási hőmérséklet	600 ° C
Robbanási határok a levegőben	Alsó: 60 g · m -3
Elektronikus tulajdonságok
Dielektromos állandó	3,39 ( 1 kHz , 25 ° C ) 2,9 ( 1 MHz , 25 ° C ) 2,8 ( 1 GHz , 25 ° C ) 5,3 ( 1 kHz , 100 ° C ) 3,3 ( 1 MHz , 100 ° C ) 2,7 ( 1 GHz , 100 ° C )
Optikai tulajdonságok
Törésmutató	$n ^ {20} _ {D}$ 1,52 - 1,55
Óvintézkedések
WHMIS
Ellenőrizetlen termékEzt a terméket a WHMIS osztályozási kritériumai szerint nem ellenőrzik.
IARC osztályozás
3. csoport: Emberre nézve rákkeltő hatása nem osztályozható

Egység SI és STP hiányában.

A poli (vinil-klorid) , alatt ismert rövidítése PVC (rövidítése az angol név polivinil-klorid ), egy polimer , hőre lágyuló a fogyasztói , amorf vagy gyengén kristályos , fő képviselője a család chloropolymers .

Két alapanyagból áll : 57% tengeri só (NaCl) és 43% petróleum; ez az egyetlen műanyag, amely több mint 50% ásványi eredetű nyersanyagból áll.

A kemény PVC főleg gyártásához felhasznált profilok és csövek által extrudálással . A rugalmas PVC (vagy PVC lágyított ), amelyet például ipari ruházathoz és kárpitozáshoz használnak .

Molekulaképlet

Of kémiai képlet - ( C H 2 - C H Cl ) n -, ezt úgy kaptuk, gyökös polimerizációs a monomer vinil-klorid (VCM betűszó jelentése CH 2 = CHCI). A PVC szerves anyag .

Történelmi

A polivinil-kloridot a XIX . Század során legalább két alkalommal véletlenül fedezték fel , először 1835- ben Henri Victor Regnault , 1872-ben pedig Eugen Baumann . Mindkét esetben a polimer fehér szilárd anyagként jelent meg a vinil-klorid palackokban napfény hatásának kitéve. A XX . Század elején Ivan Ostromislensky (in) és Fritz Klatte (in) orosz vegyész megkísérelte a PVC-t kereskedelmi termékekben használni, de erőfeszítéseik nem voltak sikeresek a transzformációs polimer nehézségei miatt. 1926-ban Waldo Semon (in) a BF Goodrich céggel együttműködve kifejlesztett egy eljárást a PVC laminálására, adalékokkal összekeverve . Ez rugalmasabbá és könnyebben előállíthatóvá tette az anyagot, a PVC kereskedelmi sikerének keletkezését.

A VCM és a PVC szintézise

Történelmileg, vinil-klorid-oldatot úgy állítjuk elő, az etilén és a klór gáz. Ma általában etilén és sósav közötti reakció oxigén jelenlétében , amelyet általában használnak. A köztitermék, a diklór-etán , hő hatására vinil-kloriddá alakul.

A polimerizációt a VCM kezdeményezett a gyökök . A leggyakoribb folyamat a felfüggesztés . Különböző adalékok teszik lehetővé polimerizációjának szabályozását (polimerizációs iniciátorok, röviddugók , sürgősségi gyilkosok , habosító szerek stb. ).

Megjegyzés: A PVC monomerjében oldhatatlan.

PVC gyártása (szuszpenziós eljárás).

Megfogalmazás

Bizonyos adalékanyagok lehetővé teszik kémiai stabilizálódását az ultraibolya sugarak, hő, ütés stb. Ellen, valamint színének és megjelenésének stabilizálását. Például a "Hals" néven ismert stabilizátorok (a gátolt aminok fénystabilizátoraihoz ) a szabad gyökök aktivitásának gátlásával ellenállóbbá teszik a fényt.

A PVC sok töltőanyagot tartalmazhat , amelyek elsősorban ásványi anyagok, például természetes vagy kicsapódott kalcium-karbonát , talkum , kaolin vagy fémek, amelyek javítják mechanikai tulajdonságait, felületi állapotát és csökkentik az árat . A PVC átlagosan 10% adalékot tartalmaz.

A PVC-nek ellenállnia kell hőnek vagy tűznek. Most ez éghető és kibocsátások természetesen 170- 180 ° C-on a hidrogén-klorid és a 70 ° C-on , hidrogén-klorid egy önfenntartó reakció, ha egyszer már kezdeményezett. A stabilizáló adalékok megakadályozzák vagy korlátozzák ezt a kibocsátást:

Kadmium-sztearátok és kadmium-laurátok: nagyon mérgezőek és korábban széles körben elterjedtek, 2001 óta az Európai Unió tizenöt országában, 2007 óta pedig az EU huszonhét országában, ahol az építésre szánt PVC kadmiumszintje már nem haladhatja meg a 0,1%, mivel újrahasznosított PVC használata esetén nehéz eltávolítani;
ólom-szulfátok, ólom-sztearátok és ólom-ftalátok: mérgezőek, most már tilos a csomagolásuk, és általában az EU-ban 2007 és 2012 között csökken, és 2015 óta nem használhatók;
kalcium és cink karboxilátok formájában: ezeket a fenti termékek (kadmium, erősen mérgező ólom) alternatívájaként használják. A PVC-csomagolásnak kevesebb, mint 0,2%, az egyéb PVC-nek pedig legfeljebb 0,5% -ot kell tartalmaznia; Nyugat-Európában (beleértve Törökországot), ezek használata nőtt (18.000 t 2000-ben 80.000 t 2011-ben);
bárium-karboxilátok: néhány cink-karboxiláthoz hasonlóan ezek is a rugalmas PVC alkotórészei (kb. 0,1%) (de tilosak az élelmiszer-csomagolásban );
szerves ónok : mono- és dibutil-ón, oktil-ón, dialkil-ón-diizooktil-tioglikolátok (0,1–0,2% PVC) csomagolásban és 1% -ig különféle más típusú PVC-kben is.

Felhasználások és kereskedelmi formák

A PVC-nek az iparban sokféle felhasználása van. Főleg négyféle PVC létezik:

merev PVC, jellemzően vezetékcső , sima megjelenésű. A csövek a PVC felhasználás több mint 40% -át teszik ki. Gyártunk „hitelkártya formátumú” kártyákat is (tagság, hűség, kedvezmény, ügyfélkártyák stb.). Ezek lehetnek poli (etilén-tereftalát) (PET) vagy polikarbonát (PC) is. A PVC-t tabletta csomagolásához , buborékfóliákhoz is használják , és gyakran vékony alumínium fóliához rögzítik;
a rugalmas PVC, amely bizonyos részeket, például a fogó fogantyúit borítja, fényes megjelenésű. Megtalálható műanyag padlókban , PVC falburkolatokban és mennyezettípusokban is, például feszített mennyezetben ;
lágyított (tekercsben értékesített) PVC fóliák (ragasztófólia formájában), amelyeket laminálásként vagy reklámcímkézés céljából, vagy ( stretch film formájában ) csomagolásként használnak;
kiterjesztett PVC (amelyet gyakran Forex néven emlegetnek), az értékesítési pontok (POS) vagy feliratok reklámozására használják .

Egészség és biztonság

A PVC polimerizációja visszafordíthatatlan. Egyes összetételében használt lágyítók egészségügyi kockázatot jelenthetnek.

A PVC lehetővé teszi a klór felhasználását olyan termékek gyártása során, mint a szappan, a mosoda. Ma ez az egyik megoldás a klór nagy és veszélyes tárolásának elkerülésére. Ez a polimer fehér por formájában van.

Ha a PVC-t annyira bírálták, az azért van, mert feltételezik, hogy hozzájárul:

a savas eső ;
a dioxinok felszabadulása . Lásd a Greenpeace tanulmányát, amely bemutatja a légkörbe történő kibocsátás pusztító hatásait a PVC elégetése után;
a rák . Az IARC a polimert a 3. csoportba sorolta: "A szer (a keverék, az expozíció körülményei) nem sorolhatók az emberre kifejtett karcinogenitása szempontjából" .

Az 1980-as évek előtt a PVC gyártási technika nem biztosította a vinil-klorid-monomer (VCM) hiányát, amely elérheti a 200 vagy akár az 1000 ppm-t . Alkalmazását gyártásához ivóvíz vezetékek igényel az irányítást a maradék CVM a PVC csövek 1980 előtt, mert egy bizonyos esetek számát meghaladó határértékeket nem észleltek.

Plasztikáció és mérgező kockázat

A PVC-hez nagyon gyakran lágyítókat (például plasztiszolok képződéséhez ) adnak bizonyos jellemzők javítása érdekében (rugalmasság, szakadási nyúlás, hideg- és ütésállóság stb. ) Vagy a megvalósítás megkönnyítése érdekében. A rugalmas (lágyított) PVC a PVC-fogyasztás körülbelül 30% -át teszi ki.

A felhasznált lágyítók közül néhány ftalát káros. Idővel vándorolhatnak (az állandóság nem garantált, a polimer mátrixszal való összeférhetetlenség miatt), és lerakódhatnak a rugalmas PVC-tárgyak felületén (exudációs jelenség). Emiatt használatukat a játékokban egy európai irányelv korlátozza.

Egyéb lágyítók engedélyezettek az adipátcsaládban vagy akár növényi olajok (például szójaolaj ). Sok éven át, az általuk lehetővé tette, hogy a gyártás élelmiszer minőségű stretch film . Az élelmiszerekben található zsíros anyagokkal érintkezve azonban bizonyos hidrofób lágyítók elvándorolnak az ételbe. Más alternatívákat fejlesztenek ki az élelmiszer-fóliákban a PVC helyettesítésére.

átalakítás

A PVC-t leggyakrabban folyamatos folyamatok ( extrudálás , bevonás ) alakítják ki . Az extrudálást különösen ablakprofilok és PVC-csövek gyártására használják. Az injekciót kevésbé használják a sósav felszabadulásának veszélye miatt, de számos cikket iparilag gyártanak: csőalkatrészeket, elektromos berendezéseket stb. Különböző PVC alkatrészek összeszereléséhez a leggyakrabban alkalmazott módszerek a ragasztás és a különböző hegesztési technikák , beleértve a hőzárást is.

Égetés

Az égő poli (vinil-klorid) főleg sósavat bocsát ki a levegőben lévő vízgőz jelenlétében. Jelenleg az összes engedélyezett háztartási hulladékégető üzem savszűrővel van felszerelve, mivel sok hulladékban vannak kloridok. A szabadban lévő szemétégetés komoly környezeti kár. Ezenkívül a PVC elégetése során az égési körülményektől függően változó mennyiségű dioxin és furán keletkezik.

A PVC felismerése érdekében rézdrótot kell viselni az izzóval. Ezután ezt a vezetéket érintkezésbe kell hoznia a műanyag mintával, majd lángnak kell kitennie. Ha zöldre vált, akkor általában PVC. A füst szúrja a szemet (sósav-HCl felszabadulása), és a láng magától kialszik. Lásd Beilstein-teszt .

Újrafeldolgozás

A 2000-es évek előtt a PVC-t nem újrafeldolgozható anyagként fogták fel, amelynek célja a szeméttelepre kerülni vagy elégetni. 2000-ben az európai PVC-ipar úgy döntött, hogy elindítja a Vinyl2010-et : egy cselekvési tervet, amelynek fő célja az életciklus végi hulladékok kezelésének különböző típusaihoz igazított gyűjtési és újrafeldolgozási csatornák létrehozása volt . A Vinyl2010 önkéntes kötelezettségvállalás (2000–2010) lehetővé tette az eredetileg tervezett 200 000 t helyett évente 260 000 t utánfogyasztott PVC újrafeldolgozását .

A Recovinyl kezdeményezés létrehozása és az olyan újrafeldolgozási folyamatok fejlesztése, mint a Vinyloop és a Texyloop, lehetővé tették ennek a célnak az elérését. A Vinyloop eljárás egy kémiai újrafeldolgozási módszer, amely a PVC-t újrahasznosítja összetett hulladék formájában. Ez a folyamat eltér a népszerűbb őrlési eljárástól. Az elhasznált PVC-t, amely különböző forrásokból származhat, például kábelekből és profilokból, oldószerbe merítjük, majd szűrjük.

2013- ban Európában több mint 444 000 t PVC-t hasznosítottak vissza, szemben a 2012-es 362 000 tonnával .

Az európai PVC-ipar a 2020-as európai célkitűzéseknek való megfelelés érdekében új önkéntes kötelezettségvállalás, a VinylPlus megújításáról döntött, amelynek célja ezúttal évi 800 000 t PVC újrahasznosítása 2020-ig.

Kereskedelmi

2014-ben Franciaország átlagosan havi 70 000 t PVC- t (alap, lágyított és nem lágyított együtt) exportált , és átlagosan 25 000 t importált . A szuszpenzióval (S-PVC) nyersen (adalékanyagok nélkül) előállított PVC határainál megfigyelt átlagár 950 € / t .

Megjegyzések és hivatkozások

(in) Charles E. Wilkes , James W. Summers , Charles Anthony Daniels és Mark T. Berard , PVC Handbook , München, Hanser Verlag ,2005, 1 st ed. , 723 p. ( ISBN 978-1-56990-379-7 , LCCN 2005013540 , online olvasás ).
A "9002-86-2" CAS-szám beírása az IFA (a munkavédelemért felelős német testület) GESTIS vegyi adatbázisába ( német , angol ), hozzáférés 2009. február 8 (JavaScript szükséges) .
(a) James E. Mark , fizikai tulajdonságai: Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd ed. , 1076 p. ( ISBN 978-0-387-69002-5 és 0-387-69002-6 , online olvasás ) , p. 294.
(in) Yves Gnanou és Michel Fontanille , Szerves és Physical Chemistry of Polymers , Hoboken (New Jersey), John Wiley & Sons ,2008, 617 p. ( ISBN 978-0-471-72543-5 ) , p. 17..
(in) David R. LiDE , CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press ,2009, 90 th ed. , 2804 p. , keménytáblás ( ISBN 978-1-4200-9084-0 ).
(in) JG Speight és Norbert Adolph Lange , Lange a Handbook of Chemistry , McGraw-Hill,2005, 16 th ed. , 1623 p. ( ISBN 0-07-143220-5 ) , p. 2.807.
„ Polivinil-klorid - Toxikológiai tulajdonságok ” , a CSST webhelyén , Toxikológiai címtárszolgáltatás,1998. május 5(megtekintés : 2014. június 12. ) .
(in) IARC , " az IARC monográfiái által osztályozott ügynökök, 1-109. Kötet " [PDF] on monographs.iarc.fr ,2014. március 31(megtekintés : 2014. június 12. ) .
„ polivinil-klorid ” az adatbázis a vegyi anyagok Reptox a CSST (Quebec szervezet felelős a munkahelyi biztonság és egészségvédelem), elérhető április 25, 2009.
Név és rövidítés az EN ISO 1043-1, Műanyagok - Szimbólumok és rövidített kifejezések - 1. rész : Alap polimerek és különleges jellemzőik szerint .
Jean Dumont és Jean Guignard, PVC és alkalmazásai , p. 19 , Nathan, 1996.
(en) WV Titow , PVC Technology , Springer,1984. december 31, 6– p. ( ISBN 978-0-85334-249-6 , online olvasás ).
Francia Vegyi Társaság, online .
Jean-Louis Vigne, "Polyvinyl chloride" , Francia Vegyi Társaság, 2017. május.
(en) Pat Costner és mtsai. , PVCː Az amerikai dioxinterhelés elsődleges hozzájárulója [PDF] , Greenpeace, 1995. február (hozzáférés: 2015. december 6.).
Franceinfo: Sud Sarthe: a vinil-klorid-monomer miatt a csapvíz fogyasztásra alkalmatlan
Vinyl2010 - 10 év - Jelentés a 2010-es év tevékenységéről, valamint az elmúlt 10 év mérföldköveinek és céljainak összefoglalása [PDF] , 2011.
Florence Roussel , „ 260 000 tonna PVC-hulladékot újrahasznosítottak 2010-ben Európában ” , az actu-environnement.com oldalon ,2011. április 12(megtekintés : 2015. augusztus 30. ) .
(in) " Újrahasznosítás növekedése " a GGP Magazinban ,2014. június 23(megtekintés : 2015. augusztus 30. ) .
D r Charles E. Wilkes, D Dr. James W. Summers, D r Charles Anthony Daniels, PVC kézikönyv , p. 673 , Carl Hanser Verlag, 2005.
Stuart Patrick, Gyakorlati útmutató a polivinil-kloridhoz , p. 136 , Rapra Technology Limited, 2005.
" Texyloop " , a texyloop.com oldalon (hozzáférés : 2013. február 2. ) .
TNO, Műanyaghulladékok (PVC és egyéb gyanták) kémiai újrahasznosítása , p. 37 , 1999.
" PVC egyre újrahasznosított " a decouvrirlepvc.org (megajándékozzuk 1 -jén március 2014 ) .
Alexandre Couto , "Az iparosok többet akarnak újrahasznosítani " , az e-plasturgy.com oldalon ,2011. június 23(megtekintés : 2015. augusztus 30. ) .
" Az import / export kereskedelem mutatója " , a Vámigazgatóságon. Adja meg NC8 = 39041000 (hozzáférés : 2015. augusztus 7. ) .