Nhựa PVC là gì | Thành phần | Đặc điểm | Lịch sử & Ứng dụng

Nhựa PVC là viết tắt ( Polyvinyl clorua ), là một trong những vật liệu nhựa dẻo tổng hợp. Hãy cùng Vimi, tìm hiểu chi tiết nhựa PVC là gì, cũng như các ứng dụng thực tế của vật liệu trong cuộc sống, sản xuất và công nghiệp

1

 

Nhựa PVC là gì 

Nhựa PVC, với  tên đầy đủ là PolyVinyl Clorua, là một loại nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp Vinylclorua (CH2=CHCl). Là một trong những vật liệu tổng hợp nhân tạo sớm nhất và có lịch sử dài nhất trong nghành sản xuất công nghiệp.

Thực tế, người ta phân loại nhựa PVC thành các chủng loại khác nhau với thêm chữ cái đầu, đứng trước  PVC ( để thể hiện tính năng ) như U-PVC, C-PVC. Một số nhà sản xuất thì đặt tên theo công nghệ riêng của họ hoặc quy định riêng

2

 

Lịch sử phát triển nhựa PVC

Hiện nay nhựa PVC đã được sử dụng và trở nên phổ biến, tuy nhiên để có được những sản phẩm nhựa tiện lợi và hữu ích như ngày hôm nay, loại vật liệu này đã trải qua một quá trình lịch sử phát triển dài, với nhiều bước tiến khác nhau. Vậy các dấu mốc phát triển của nhựa PVC là gì?

Năm 1835

Lần đầu tiên được nhà hóa học, nhà vật lý học  người Pháp tên là Henri Regnault đã tổng hợp thành công VinylClorua (VC), đây là loại nguyên liệu chính để tạo nên PVC

Năm 1872

Polyvinyl clorua ( PVC ) được phát hiện lần đầu tiên bởi Baumann, khi ông phơi ống nghiệm chứa vinylclorua dưới ánh sáng mặt trời, sản phẩm tạo ra có dạng bột màu trắng, tuy nhiên bản chất hóa học của nó chưa được xác định

Năm 1912

Bốn mươi năm sau, PVC được công nhận là do Iwan Ostromislensky là một nhà hóa học hữu cơ người Nga tìm ra, nhưng thực tế cùng trong năm đó Fritz Klatte (Đức) đã công bố một quy trình sản xuất PVC. Tuy nhiên, polyme mới này có tính ổn định kém, cứng và rất khó giá công, vì vậy loại vật liệu này vẫn không được quan tâm và không được ứng dụng nhiều

Năm 1926

Tiến sĩ  Waldo Semon người Mỹ, đã tìm ra phương pháp dẻo hóa PVC, đây là bước đột phá đầu tiên để khắc phục nhược điểm khi gia công cho PVC. Sau thời điểm đó, lần lượt là các nghiên cứu và sáng chế về chất ổn định cho PVC cũng lần lượt được công bố.

Năm 1933

Đến thời điểm này nhiều dạng PVC đã được tổng hợp ở Mỹ và Đức, nhưng phải đến năm 1937, PVC mới được sản xuất trên quy mô công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức và sau đó là ở Mỹ.

3

 

Công thức hóa học của nhựa PVC

Nhựa PolyVinyl Clorua ( PVC ), là một loại nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinylclorua (CH2=CHCl). Mặc dù nhiều người biết về công thức hóa học này, tuy nhiên quy trình chế tạo thành nhựa PVC là một công nghệ – quy trình phức tạp, với mỗi nhà máy sản xuất chế tạo hạt nhựa lại có những công thức pha trộn riêng biệt, tạo nên chất lượng nhựa khác nhau theo từng thương hiệu riêng biệt. Và chỉ có những kỹ thuật viên hoặc chuyên gia của nhà máy mới biết rõ công thức pha trộn của nhựa PVC là gì

4

 

Đặc điểm của nhựa PVC

Nhựa PVC là loại vật liệu rất linh hoạt trong sử dụng, và hiệu quả kinh tế rất cao khi sử dụng đúng cách, phù hợp với các hệ thống của nhà máy, nhà xưởng, hệ thống dân sinh xã hội, hệ thống dân dụng… Đặc điểm của nhựa PVC là gì mà có nhiều ưu điểm như vậy

❶

Độ bền

Nhựa PVC có khả năng chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt, vật liệu này có tính chống ăn mòn, chống sốc và chống mài mòn. Thực tế, chúng ta thấy vật liệu này được sử dụng để sản xuất rất nhiều vật dụng ngoài trời.

Một chứng minh thực tế khác đó là, theo nghiên cứu của Japan PVC Pipe and Fittings Association ( Hiệp hồi ống và phụ kiện nhựa Nhật Bản ) cho thấy các ống nước ngầm PVC gần như không bị hư hại nhiều sau 35 năm sử dụng.

❷

Khả năng chống cháy

Do nhựa PVC chứa tới 57% Clo có nguồn gốc từ muối thông thường, vì vậy khi được đốt cháy hàm lượng clo của nó sẽ dập tắt ngọn lửa. Đồng thời, nhiệt độ cháy của PVC cao tới 455 °C và nhiệt độ do PVC giải phóng khi bị đốt cháy thấp hơn nhiều lần so với nhiệt độ được giải phóng bởi các loại nhựa khác như PE và PP. Đó chính là nguyên nhân tạo nên đặc điểm ít có khả năng truyền lửa sang các vật liệu khác của nhựa PVC

❸

Tính cách điện

Với đặc tính chịu được cường độ điện lớn mà không bị phá vỡ cấu trúc của nhựa PVC, cùng với khả năng chống cháy như ở trên. Vật liệu này đã trở thành vật liệu dùng để sản xuất cáp truyền thông, băng cách điện, cáp điện, hộp công tắc hay các vật dụng cách điện dân dụng khác

❹

Cơ lý tính của vật liệu PVC là gì

Thông qua các thông số cơ bản đo được bằng cá thí nghiệm, chúng ta thấy được rằng nhựa PVC ở điều kiện thông thường có tính cứng, giòn, chịu lực tốt, có khả năng chống mài mòn, nhẹ và dẻo dai.

TÍNH CHẤT CƠ – LÝ

GÍA TRỊ – ĐƠN VỊ ĐO

Khối lượng riêng

1,45 – 1,50 g/cm3

Giới hạn bền kéo đứt

500 – 700kg/cm2

Giới hạn bền uốn

800 – 1200kg/cm2

Giới hạn bền nén

800 – 1600kg/cm2

Môđun đàn hồi

4000 – 10.000kg/cm2

Độ dãn dài khi đứt

10 – 25%

Hệ số giãn nở dài

0,00006 – 0,00007

Độ dẫn nhiệt

3,8 – 4.10-4 cal/cm.s.°C

Điện áp đánh thủng

15-35 kV/cm

Hằng số điện môi (60Hz, 30°C)

3,54

Điện trở suất

1015Ω.cm

❺ Khả năng kháng hóa chất

Đây là đặc tính nổi bật của PVC và một số loại vật liệu nhựa tổng hợp khác. Với nhựa PVC mặc dù bị hòa tan hoặc trương nở trong hydrocarbon thơm, ketone và ete tuần hoàn. Nhưng vật liệu này lại rất khó hòa tan trong các hóa chất hữu cơ khác, và nhựa PVC chống lại hầu hết các hóa chất vô cơ.

Do vậy, nó được sử dụng làm ống xả khí hoặc ống dẫn và ống các loại, bao gồm cả các ứng dụng y tế.. Hãy tham khảo bảng kháng hóa chất do một số công ty nhựa cung cấp của các loại nhựa tổng hợp dưới đây

5

 

Ứng dụng của PVC

Với những đặc điểm cơ – lý tính như phân tích ở trên, chúng ta thấy rằng thực tế nhựa PVC được ứng dụng rất rộng rải, trong sản xuất, trong các nhà máy công nghiệp, trong dân dụng, đặc biệt là trong nghành nước thải và hóa chất

❶

Sản xuất ống, thiết bị và phụ kiện

Đường ống và phụ kiện nhựa: Đây là lĩnh vực được ứng dụng rộng rãi nhất, chúng được sử dụng nhiều trong xây dựng nhà chung cư cũng như nhà dân, trong các hệ thống nước cấp và nước thải. Bởi các đặc tính phù hợp như: Nhẹ, rẻ, chống cháy, cách điện và linh hoạt trong sử dụng

Các loại van nhựa ( Van bi nhựa, van bướm nhựa,…)  thì được sử dụng nhiều trong các hệ thống nước, đặc biệt là dùng với chức năng van hóa chất, bởi tính năng kháng hóa chất của nhựa

❷

Trong chế tạo dây điện, dây cáp

Nhựa PVC được dùng nhiều trong việc chế tạo và sản xuất cáp điện, tùy vào tỷ lệ pha trộn các phụ gia mà cáp điện có thể được các nhiệt độ khác nhau. Các dây điện dân dụng thông thường, cáp chịu được nhiệt độ đến khoảng 70oC, còn với các cáp điện công nghiệp sản phẩm chịu được nhiệt độ tới 90oC ~ 100oC. Ngoài ra, trong cáp điện còn có thành phần của phụ gia chống cháy

❸

Chế tạo tấm che, màng phủ

Đây là ứng dụng dễ thấy của PVC, khi chúng được điều chỉnh để tạo độ dẻo, chúng được sử dụng làm các loại màng mỏng như các tấm bạt che, áo mưa, nhãn chai nước hay mỏng hơn là các bao bì sản phẩm. Màng nhựa PVC còn được ứng dụng trong việc đóng gói sản phẩm, bao bì, áo mưa..

❹

Ứng dụng của PVC dạng

tấm

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

Trong quảng cáo, chúng được sử dụng cắt CNC, cắt chữ, in ấn, palo, biển quảng cáo…. Trong công nghiệp dân dụng, nhựa PVC được dùng để cách nhiệt, nội thất tàu thuyền, bàn gia công công nghiệp, trần thả, trần phẳng, làm cửa, vách ngăn,…

❺

Chế tạo sản xuất thiết bị đóng gói, dệt may

Nhựa PVC được sử dụng để chế tạo các loại vật liệu đóng gói, bao bì màng, máng nước, miếng đệm. Trong dệt may hoàn thiện, chúng được sử dụng trong chế tạo bộ trải giường mỏng, màng mái,hệ thống thủy lợi, thảm sàn…

❻

Chế tạo đồ chơi thể thao và ứng dụng trong y tế

Ứng dụng trong thể thao của nhựa pvc là gì? Chúng được sử dụng nhiều trong việc tạo các sàn chống trượt, dây nhảy trong suốt, các thảm thể thao, các ba lô cao cấp có lớp nhựa dẻo PVC. Trong y tế, nhựa PVC được sử dụng làm các dụng cụ như túi xách tĩnh mạch, túi đựng máu, ống hô hấp, ống thông, thiết bị lọc máu,…

❼

Ứng dụng trong thiết kế nội thât

Trong nội thất, tấm nhựa PVC có thể thay thế các vật liệu khác làm tủ bếp thay cho tủ gỗ thông thường, với khả năng chống ẩm, chống mối mọt PVC còn được sử dụng để làm nhiều đồ gia dụng khác như tủ quần áo, tủ tivi, gường ngủ, kệ trang trí, quầy trưng bày,…

6

 uPVC là gì ? So sánh với nhựa PVC

Nhiều người thường nhựa PVC và nhựa uPVC, vậy sự giống và khác nhau cơ bản của 2 loại nhựa uPVC và nhựa PVC là gì

❶

Về đặc điểm cấu tạo

Giống nhau là chúng đều được sản xuất từ nhựa PVC, tuy nhiên có những điểm khác biệt như sau:

♦ uPVC ( PolyVinyl Clorua unplasticized), thường được gọi với tên khác là nhựa cứng PVC, cũng là một dạng PVC (PolyVinyl Clorua). Tuy nhiên trong quá trình sản xuất, các nhà sản xuất sẽ không cho thêm bất cứ chất phụ gia hóa dẻo nào để tạo ra uPVC.

♦ Với nhựa PVC, chúng có chứa thêm thành phần Phthalates và BPA, để làm thay đổi cơ lý tính của vật liệu nên nhựa PVC có độ mềm và chi phí thấp hơn. Tuy nhiên, các hóa chất được sử dụng này được cảnh báo có độc, gây hại cho sức khỏe con người.

♦ Nhựa uPVC không chứa loại hóa chất hóa dẻo nên có độ cứng hơn, có độ bền cao hơn nhưng không thể uốn cong được, chịu được nhiệt độ cao và có khả năng tái sử dụng. Đặc biệt là rất thân thiện với môi trường và đảm bảo sức khỏe cho người dùng.

❷

Sự khác nhau trong ứng dụng

Nhựa uPVC ra đời, là bước tiến lớn trong ngành sản xuất nhựa. Bởi vì loại nhựa này có nhiều ưu điểm hơn loại nhựa PVC, như hạn chế về tính độc hại, có khả năng chống cháy, không bị oxy hóa, không bị ăn mòn, co ngót, biến dạng theo thời gian và chịu được áp lực lớn. Chính vì lý do đó, mà có sự khác nhau trong ứng dụng như

Ứng dụng thường dùng của nhựa PVC là gì

• Trong xây dựng: Chế tạo vỏ dây cáp điện, truyền dẫn điện từ viễn thông

• Trong nội thất: Làm các ống dẫn nước trong nhà tắm và nhà bếp

• Trong nông nghiệp: Chế tạo vật tư ngành nước phục vụ cho việc tưới tiêu, may mặc, sản xuất phương tiện giao thông vận tải, hàng không,…

Nhựa uPVC thường:

Chủ yếu sử dụng trong ngành công nghiệp sản xuất ống cấp thoát nước, như các hệ thống dẫn nước thải, nước sinh hoạt và các đường ống nước trong các nhà máy công nghiệp

Liên quan đến những sản phẩm nhựa PVC và uPVC, mời quý độc giả đọc thêm ” Van bướm hóa chất là gì “

5

/

5

(

13

bình chọn

)