كل ما تحتاج لمعرفته حول بلاستيك البولي فينيل كلوريد (PVC)

يُعدّ بولي فينيل كلوريد (PVC) من أكثر المواد البلاستيكية الحرارية تنوعًا وانتشارًا عالميًا. يشتهر بمتانته وسعره المناسب ومقاومته للعوامل البيئية، ويُستخدم في قطاعات متنوعة، من البناء إلى الرعاية الصحية. في هذه المقالة، سنستكشف ماهية بولي فينيل كلوريد (PVC) وخصائصه واستخداماته، وغير ذلك الكثير.

ما هو البولي فينيل كلوريد (PVC)؟

بولي فينيل كلوريد (PVC) هو بوليمر صناعي يُصنع من بلمرة كلوريد الفينيل. صُنع لأول مرة عام ١٨٧٢، وبدأ إنتاجه التجاري في عشرينيات القرن الماضي بواسطة شركة بي إف غودريتش. يُستخدم بولي فينيل كلوريد بشكل شائع في قطاع البناء، ولكن تطبيقاته تشمل أيضًا اللافتات، والرعاية الصحية، والمنسوجات، وغيرها.

يتوفر البولي فينيل كلوريد في شكلين أساسيين:

1. بولي كلوريد الفينيل الصلب (uPVC)– يعتبر البولي فينيل كلوريد غير المرن مادة قوية ومتينة تستخدم في أعمال السباكة وإطارات النوافذ وغيرها من التطبيقات الهيكلية.
2. بولي كلوريد الفينيل المرن- يتم تعديل مادة البولي فينيل كلوريد المرنة باستخدام الملدنات، وهي ناعمة وقابلة للانحناء، وتستخدم على نطاق واسع في المنتجات مثل عزل الأسلاك الكهربائية والأرضيات والأنابيب المرنة.

خصائص بولي فينيل كلوريد (PVC)

خصائص مادة PVC تجعلها مادة مفضلة للعديد من التطبيقات:

• كثافة:يعتبر البولي فينيل كلوريد أكثر كثافة من العديد من المواد البلاستيكية الأخرى، حيث تبلغ كثافته النوعية حوالي 1.4.
• متانة:تتمتع مادة PVC بمقاومتها للتدهور الناتج عن العوامل البيئية والمواد الكيميائية والأشعة فوق البنفسجية، مما يجعلها مثالية للمنتجات طويلة الأمد.
• قوة:يتميز البولي فينيل كلوريد الصلب بقوة شد وصلابة ممتازة، بينما يحافظ البولي فينيل كلوريد المرن على المرونة والقوة.
• قابلية إعادة التدوير:يعتبر البولي فينيل كلوريد قابلاً لإعادة التدوير بسهولة ويتم التعرف عليه من خلال رمز الراتنج "3"، والذي يشجع على الاستدامة.

الخصائص الرئيسية للـ PVC

• درجة حرارة الانصهار: 100 درجة مئوية إلى 260 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت إلى 500 درجة فهرنهايت)، اعتمادًا على المواد المضافة.
• قوة الشديتراوح نطاق مقاومة البولي فينيل كلوريد المرن من 6.9 إلى 25 ميجا باسكال، في حين أن البولي فينيل كلوريد الصلب أقوى عند 34 إلى 62 ميجا باسكال.
• انحراف الحرارة:يمكن لـ PVC أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى 92 درجة مئوية (198 درجة فهرنهايت) قبل التشوه.
• مقاومة التآكل:يتميز البولي فينيل كلوريد بمقاومة عالية للمواد الكيميائية والقلويات، مما يجعله خيارًا متينًا لمختلف الصناعات.

أنواع البولي فينيل كلوريد: الصلب والمرن

يتوفر البولي فينيل كلوريد (PVC) بشكل أساسي في شكلين:

1. بولي كلوريد الفينيل الصلب(uPVC): هذا النوع صلب ويُستخدم غالبًا في تطبيقات البناء مثل أنابيب السباكة والواجهات. يُشار إليه عادةً باسم "vin"
2. بولي كلوريد الفينيل المرن:يتم الحصول على مادة البولي فينيل كلوريد المرنة عن طريق إضافة مواد ملينة، ويتم استخدامها في التطبيقات التي تتطلب الانحناء أو المرونة، مثل عزل الكابلات الكهربائية والأجهزة الطبية والأرضيات.

لماذا يتم استخدام مادة PVC في كثير من الأحيان؟

شعبية مادة PVC تنبع منمنخفضة التكلفة, التوفر، ومجموعة واسعة من العقارات. يتم تفضيل مادة PVC الصلبة بشكل خاص للتطبيقات الهيكلية بسبب قوتها ومتانتها، في حين أن نعومة ومرونة مادة PVC المرنة تجعلها مثالية للمنتجات التي تتطلب الانحناء، مثل الأنابيب الطبية أو الأرضيات.

كيف يتم تصنيع مادة PVC؟

يتم إنتاج مادة PVC عادة من خلال إحدى طرق البلمرة الثلاث:

• بلمرة التعليق
• بلمرة المستحلب
• البلمرة السائبة

تتضمن هذه العمليات بلمرة جزيئات كلوريد الفينيل إلى كلوريد البولي فينيل الصلب، والذي يمكن بعد ذلك معالجته وتحويله إلى مجموعة متنوعة من المنتجات.

البولي فينيل كلوريد (PVC) في تطوير النماذج الأولية: التصنيع باستخدام الحاسب الآلي، والطباعة ثلاثية الأبعاد، والقولبة بالحقن

على الرغم من أن مادة PVC هي مادة شائعة في العديد من الصناعات، إلا أنها تواجه بعض التحديات عندما يتعلق الأمر بالنماذج الأولية والتصنيع:

• تصنيع الآلات باستخدام الحاسب الآلي:يمكن قطع مادة PVC باستخدام آلات CNC، ولكنها مادة كاشطة ومسببة للتآكل، لذا يلزم استخدام معدات متخصصة (مثل قواطع الفولاذ المقاوم للصدأ) لمنع التآكل والتلف.
• الطباعة ثلاثية الأبعادلا يُستخدم البولي فينيل كلوريد (PVC) عادةً في الطباعة ثلاثية الأبعاد نظرًا لطبيعته التآكلية. كما أنه ينبعث منه غازات سامة عند تسخينه، مما يجعله مادة غير مثالية لهذا الغرض.
• حقن القالب:يمكن أن يكون PVCمصبوب بالحقنولكن هذه العملية تتطلب تهوية مناسبة وأدوات مقاومة للتآكل بسبب انبعاث الغازات الضارة مثل كلوريد الهيدروجين (HCl).

هل مادة PVC سامة؟

يمكن أن يطلق PVCأبخرة سامةعند حرقها أو تسخينها، خاصةً في البيئات الصناعية مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد، والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي، وقولبة الحقن. قد تنبعث من هذه المادة غازات ضارة مثلكلوروبنزينوكلوريد الهيدروجينمما قد يُشكل مخاطر صحية. من الضروري استخدام التهوية المناسبة ومعدات الوقاية أثناء المعالجة.

مزايا مادة الـ PVC

• فعالة من حيث التكلفة:يعتبر البولي فينيل كلوريد (PVC) واحدًا من أكثر أنواع البلاستيك المتوفرة بأسعار معقولة.
• متانة:يقاوم الصدمات والمواد الكيميائية والتدهور البيئي.
• قوة:يوفر البولي فينيل كلوريد (PVC) قوة شد مثيرة للإعجاب، وخاصة في شكله الصلب.
• التنوع:يمكن تشكيل مادة PVC وقطعها وتشكيلها في مجموعة واسعة من المنتجات، مما يجعلها قابلة للتكيف مع تطبيقات مختلفة.

عيوب مادة PVC

• حساسية الحرارة:تتمتع مادة البولي فينيل كلوريد بثبات حراري ضعيف، مما يعني أنها قد تنحني أو تتدهور عند درجات حرارة عالية ما لم تتم إضافة مثبتات أثناء الإنتاج.
• الانبعاثات السامة:عند حرقها أو إذابتها، تصدر مادة البولي فينيل كلوريد أبخرة ضارة، مما يتطلب التعامل معها بعناية واتباع بروتوكولات السلامة.
• الطبيعة المسببة للتآكل:يمكن أن يكون البولي فينيل كلوريد مادة تآكلية للأدوات والمعدات المعدنية إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح.

خاتمة

يُعدّ بولي فينيل كلوريد (PVC) مادةً متعددة الاستخدامات، تجمع بين المتانة والقوة ومقاومة العوامل البيئية، مما يُتيح استخدامه في العديد من القطاعات، من البناء إلى الرعاية الصحية. ومع ذلك، من المهم فهم المخاطر والتحديات الصحية المحتملة عند معالجة بولي فينيل كلوريد، لا سيما فيما يتعلق بانبعاثاته وطبيعته المسببة للتآكل. عند التعامل معه بشكل صحيح، يُعدّ بولي فينيل كلوريد مادةً قيّمةً لا تزال تلعب دورًا محوريًا في التصنيع والبناء الحديثين.