ทุกสิ่งที่คุณต้องการรู้เกี่ยวกับพลาสติกโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นหนึ่งในวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่มีความหลากหลายและใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก PVC เป็นที่รู้จักในด้านความทนทาน ความสามารถในการจ่าย และทนทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงการดูแลสุขภาพ ในบทความนี้ เราจะมาดูว่า PVC คืออะไร คุณสมบัติ การใช้งาน และอื่นๆ อีกมากมาย

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) คืออะไร?

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นโพลีเมอร์สังเคราะห์ที่ทำจากโพลิเมอไรเซชันของไวนิลคลอไรด์ สังเคราะห์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2415 และเริ่มผลิตเชิงพาณิชย์ในช่วงทศวรรษปี พ.ศ. 2463 โดยบริษัท บีเอฟ กู๊ดริช พีวีซีถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง แต่การใช้งานยังครอบคลุมถึงป้าย การดูแลสุขภาพ สิ่งทอ และอื่นๆ อีกมากมาย

พีวีซีมีจำหน่ายสองรูปแบบหลัก:

1. พีวีซีแข็ง (uPVC)– Unplasticized PVC เป็นวัสดุที่แข็งแรงและทนทาน ใช้ในงานประปา กรอบหน้าต่าง และงานโครงสร้างอื่นๆ
2. พีวีซียืดหยุ่น– ดัดแปลงด้วยพลาสติไซเซอร์ ทำให้พีวีซียืดหยุ่นมีความนุ่ม งอได้ และใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ฉนวนสายไฟฟ้า พื้น และท่ออ่อน

ลักษณะของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

คุณสมบัติของพีวีซีทำให้เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับการใช้งานหลายประเภท:

• ความหนาแน่น: พีวีซีมีความหนาแน่นมากกว่าพลาสติกชนิดอื่นๆ โดยมีความถ่วงจำเพาะประมาณ 1.4
• ความทนทาน: พีวีซี ทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม สารเคมี และรังสียูวี ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีอายุการใช้งานยาวนาน
• ความแข็งแกร่ง: PVC แบบแข็งมีความต้านทานแรงดึงและความแข็งที่ดีเยี่ยม ในขณะที่ PVC แบบยืดหยุ่นจะรักษาความยืดหยุ่นและความแข็งแรงไว้
• ความสามารถในการรีไซเคิล: พีวีซีรีไซเคิลได้ง่ายและมีการระบุด้วยรหัสเรซิน "3" ซึ่งส่งเสริมความยั่งยืน

คุณสมบัติที่สำคัญของพีวีซี

• อุณหภูมิหลอมละลาย: 100°C ถึง 260°C (212°F ถึง 500°F) ขึ้นอยู่กับสารเติมแต่ง
• ความต้านแรงดึง: PVC แบบยืดหยุ่นมีตั้งแต่ 6.9 ถึง 25 MPa ในขณะที่ PVC แบบแข็งจะแข็งแกร่งยิ่งขึ้นที่ 34 ถึง 62 MPa
• การโก่งตัวของความร้อน: PVC สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 92°C (198°F) ก่อนที่จะเปลี่ยนรูป
• ความต้านทานการกัดกร่อน: พีวีซีมีความทนทานต่อสารเคมีและด่างสูง ทำให้เป็นทางเลือกที่ทนทานสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ

ประเภทของพีวีซี: แข็งและยืดหยุ่น

PVC มีจำหน่ายในสองรูปแบบหลัก:

1. พีวีซีแข็ง(uPVC): แบบฟอร์มนี้มีความแข็งและมักใช้ในงานก่อสร้าง เช่น ท่อประปาและผนัง โดยทั่วไปจะเรียกว่า “วิน”
2. พีวีซียืดหยุ่น: ทำได้โดยการเติมพลาสติไซเซอร์ ทำให้มีการใช้ PVC ที่ยืดหยุ่นในการใช้งานที่ต้องการการดัดงอหรือความยืดหยุ่น เช่น ฉนวนสำหรับสายไฟฟ้า อุปกรณ์ทางการแพทย์ และพื้น

เหตุใด PVC จึงถูกใช้บ่อยมาก?

ความนิยมของ PVC เกิดขึ้นจากต้นทุนต่ำ, ความพร้อมใช้งาน, และคุณสมบัติที่หลากหลาย- PVC แบบแข็งได้รับความนิยมเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานด้านโครงสร้างเนื่องจากมีความแข็งแรงและทนทาน ในขณะที่ PVC ที่มีความยืดหยุ่นนั้นมีความนุ่มนวลและยืดหยุ่น ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องมีการดัดงอ เช่น ท่อทางการแพทย์หรือพื้น

PVC ผลิตได้อย่างไร?

โดยทั่วไปแล้ว PVC จะถูกผลิตขึ้นโดยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสามวิธี:

• สารแขวนลอยโพลีเมอไรเซชัน
• อิมัลชันพอลิเมอไรเซชัน
• การเกิดพอลิเมอไรเซชันเป็นกลุ่ม

กระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการโพลิเมอไรเซชันของโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ให้เป็นโพลีไวนิลคลอไรด์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งสามารถนำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลากหลาย

PVC ในการพัฒนาต้นแบบ: การใช้เครื่องจักร CNC, การพิมพ์ 3 มิติ และการฉีดขึ้นรูป

แม้ว่า PVC จะเป็นวัสดุยอดนิยมในอุตสาหกรรมต่างๆ แต่ก็มีความท้าทายบางประการเมื่อพูดถึงการสร้างต้นแบบและการผลิต:

• เครื่องจักรกลซีเอ็นซี: PVC สามารถตัดได้โดยใช้เครื่องจักร CNC แต่มีฤทธิ์กัดกร่อนและกัดกร่อน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ (เช่น เครื่องตัดเหล็กสแตนเลส) เพื่อป้องกันการสึกหรอ
• การพิมพ์ 3 มิติ: PVC มักใช้ในการพิมพ์ 3D เนื่องจากมีฤทธิ์กัดกร่อน นอกจากนี้ ยังปล่อยก๊าซพิษเมื่อถูกความร้อน ทำให้เป็นวัสดุที่ไม่เหมาะกับจุดประสงค์นี้
• การฉีดขึ้นรูป: พีวีซีก็ได้ฉีดขึ้นรูปแต่กระบวนการนี้จำเป็นต้องมีการระบายอากาศที่เหมาะสมและเครื่องมือที่ทนต่อการกัดกร่อน เนื่องจากมีการปล่อยก๊าซอันตราย เช่น ไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl)

พีวีซีเป็นพิษหรือไม่?

พีวีซีสามารถปล่อยออกมาได้ควันพิษเมื่อถูกเผาหรือให้ความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม เช่น การพิมพ์ 3D, เครื่องจักรกล CNC และการฉีดขึ้นรูป วัสดุสามารถปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายได้เช่นคลอโรเบนซีนและไฮโดรเจนคลอไรด์ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพได้ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใช้อุปกรณ์ระบายอากาศและอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมในระหว่างกระบวนการผลิต

ข้อดีของพีวีซี

• คุ้มค่า: พีวีซีเป็นหนึ่งในพลาสติกที่มีราคาไม่แพงที่สุดที่มีอยู่
• ความทนทาน: ทนทานต่อแรงกระแทก สารเคมี และความเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม
• ความแข็งแกร่ง: พีวีซีมีความต้านทานแรงดึงที่น่าประทับใจ โดยเฉพาะในรูปแบบแข็ง
• ความเก่งกาจ: พีวีซีสามารถขึ้นรูป ตัด และขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลากหลาย ทำให้นำไปประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย

ข้อเสียของพีวีซี

• ความไวต่อความร้อน: พีวีซีมีเสถียรภาพทางความร้อนต่ำ ซึ่งหมายความว่าพีวีซีสามารถบิดเบี้ยวหรือเสื่อมสภาพได้ที่อุณหภูมิสูง เว้นแต่จะมีการเติมสารเพิ่มความคงตัวในระหว่างการผลิต
• การปล่อยสารพิษ: เมื่อถูกเผาหรือละลาย PVC จะปล่อยควันที่เป็นอันตรายออกมา ซึ่งต้องใช้ความระมัดระวังในการจัดการและระเบียบปฏิบัติด้านความปลอดภัย
• ธรรมชาติที่มีฤทธิ์กัดกร่อน: พีวีซีสามารถกัดกร่อนเครื่องมือและอุปกรณ์ที่เป็นโลหะได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม

บทสรุป

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นวัสดุอเนกประสงค์ที่น่าทึ่งซึ่งมีความสมดุลที่ยอดเยี่ยมระหว่างราคาที่จ่ายได้ ความแข็งแรง และความต้านทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม รูปแบบที่หลากหลาย ทั้งแข็งแกร่งและยืดหยุ่น ช่วยให้นำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้มากมาย ตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงการดูแลสุขภาพ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจความเสี่ยงด้านสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นและความท้าทายในกระบวนการผลิตพีวีซี โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและลักษณะการกัดกร่อน เมื่อจัดการอย่างถูกต้อง พีวีซีจะเป็นวัสดุอันล้ำค่าที่ยังคงมีบทบาทสำคัญในการผลิตและการก่อสร้างสมัยใหม่