ポリ塩化ビニル (PVC) プラスチックについて知っておくべきことすべて

ポリ塩化ビニル (PVC) は、最も多用途で世界中で広く使用されている熱可塑性材料の 1 つです。 PVC は、耐久性、手頃な価格、環境要因への耐性で知られ、建設から医療に至るまで、さまざまな業界で利用されています。この記事では、PVC とは何か、その特性、用途などについて説明します。

ポリ塩化ビニル(PVC)とは何ですか?

ポリ塩化ビニル (PVC) は、塩化ビニルの重合から作られる合成ポリマーです。 1872 年に初めて合成され、1920 年代に BF Goodrich Company によって商業生産が開始されました。 PVC は建設業界で最も一般的に使用されていますが、その用途は看板、医療、繊維などにも及びます。

PVC は 2 つの主な形式で利用可能です:

1. 硬質PVC（uPVC）– 非可塑化 PVC は、配管、窓枠、その他の構造用途に使用される強力で耐久性のある素材です。
2. 軟質PVC– 可塑剤で変性された軟質 PVC は柔らかく、曲げやすいため、電線の絶縁材、床材、フレキシブル チューブなどの製品に広く使用されています。

ポリ塩化ビニル(PVC)の特徴

PVC の特性により、PVC は多くの用途に適した材料となっています。

• 密度: PVC は他の多くのプラスチックより密度が高く、比重は約 1.4 です。
• 耐久性: PVC は環境要因、化学物質、紫外線による劣化に強いため、長く使用できる製品に最適です。
• 強さ：硬質PVCは優れた引張強度と硬度を誇り、軟質PVCは柔軟性と強度を維持します。
• リサイクル性: PVC はリサイクルが容易で、持続可能性を促進する樹脂コード「3」で識別されます。

PVCの主な特性

• 融解温度: 100°C ～ 260°C (212°F ～ 500°F)、添加剤に応じて異なります。
• 抗張力: 軟質 PVC の範囲は 6.9 ～ 25 MPa ですが、硬質 PVC はさらに強力で 34 ～ 62 MPa です。
• 熱たわみ: PVC は、変形する前に最大 92°C (198°F) の温度に耐えることができます。
• 耐食性: PVC は化学薬品やアルカリに対する耐性が高いため、さまざまな業界で耐久性のある選択肢となります。

PVC の種類: 硬質 vs. 軟質

PVC は主に 2 つの形式で入手できます。

1. 硬質PVC(uPVC): この形式は硬く、配管パイプやサイディングなどの建築用途によく使用されます。一般的には「ヴィン」と呼ばれています。
2. 軟質PVC: 可塑剤を添加することで得られる軟質 PVC は、電線、医療機器、床材の絶縁など、曲げや柔軟性が必要な用途に使用されます。

なぜ PVC が頻繁に使用されるのでしょうか?

PVC の人気の理由は次のとおりです。低コスト, 可用性、 そして幅広い物件。硬質 PVC はその強度と耐久性により構造用途に特に好まれますが、軟質 PVC は柔らかさと柔軟性があるため、医療用チューブや床材などの曲げが必要な製品に最適です。

PVCはどのように製造されますか?

PVC は通常、次の 3 つの重合方法のいずれかで製造されます。

• 懸濁重合
• 乳化重合
• 塊状重合

これらのプロセスには、塩化ビニルモノマーを重合させて固体のポリ塩化ビニルを生成することが含まれており、その後、これをさまざまな製品に加工できます。

プロトタイプ開発における PVC: CNC 加工、3D プリンティング、射出成形

PVC はさまざまな業界で人気のある材料ですが、プロトタイピングや製造に関してはいくつかの課題があります。

• CNC加工: PVC は CNC マシンを使用して切断できますが、摩耗性と腐食性があるため、摩耗や損傷を防ぐために特殊な機器 (ステンレス鋼のカッターなど) が必要です。
• 3D プリント: PVC は腐食性があるため、3D プリントには一般的に使用されません。さらに、加熱すると有毒ガスが発生するため、この目的にはあまり理想的な材料ではありません。
• 射出成形：PVCは可能です射出成形ただし、このプロセスでは塩化水素 (HCl) などの有害なガスが排出されるため、適切な換気と耐腐食性の工具が必要です。

PVCは有毒ですか?

PVCはリリース可能有毒ガス特に 3D プリンティング、CNC 加工、射出成形などの産業環境での燃焼や加熱の際に注意が必要です。この材料は次のような有害なガスを放出する可能性があります。クロロベンゼンそして塩化水素、健康上のリスクを引き起こす可能性があります。処理中は適切な換気と保護具を使用することが不可欠です。

PVCの利点

• 費用対効果が高い: PVC は入手可能なプラスチックの中で最も手頃な価格の 1 つです。
• 耐久性: 衝撃、化学物質、環境劣化に耐性があります。
• 強さ: PVC は、特に硬い形状の場合に優れた引張強度を発揮します。
• 多用途性：PVCは成型、切断、成型が幅広くできるため、様々な用途に対応できます。

PVCの欠点

• 熱に対する敏感さ: PVC は熱安定性が低いため、製造時に安定剤を添加しないと高温で反ったり劣化したりする可能性があります。
• 有毒ガスの排出: PVC は燃焼または溶解すると有害なガスを放出するため、慎重な取り扱いと安全手順が必要です。
• 腐食性の性質: PVC は、適切に扱わないと金属の工具や機器を腐食させる可能性があります。

結論

ポリ塩化ビニル (PVC) は、手頃な価格、強度、環境要因に対する耐性の優れたバランスを備えた、非常に多用途な素材です。剛性と柔軟性を備えたさまざまな形状により、建設から医療に至るまで、多くの業界で使用できます。ただし、PVC の処理における潜在的な健康上のリスクと課題、特に排出物と腐食性の性質を理解することが重要です。 PVC は、正しく扱えば、現代の製造や建設において重要な役割を果たし続ける貴重な素材です。