ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับพลาสติกโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่มีความยืดหยุ่นสูงและใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก พีวีซีขึ้นชื่อในเรื่องความทนทาน ราคาไม่แพง และทนทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม พีวีซีจึงถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ ตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงการดูแลสุขภาพ ในบทความนี้ เราจะมาสำรวจว่าพีวีซีคืออะไร คุณสมบัติ การใช้งาน และอื่นๆ อีกมากมาย

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) คืออะไร?

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นโพลิเมอร์สังเคราะห์ที่ทำจากพอลิเมอร์ไรเซชันของไวนิลคลอไรด์ สังเคราะห์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2415 และเริ่มผลิตเชิงพาณิชย์ในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 โดยบริษัท BF Goodrich พีวีซีส่วนใหญ่ใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้าง แต่ยังนำไปใช้ในอุตสาหกรรมป้ายโฆษณา การดูแลสุขภาพ สิ่งทอ และอื่นๆ อีกมากมาย

พีวีซีมีให้เลือกสองรูปแบบหลัก:

1. พีวีซีแข็ง (uPVC)– พีวีซีที่ไม่ผ่านกระบวนการทำให้เป็นพลาสติกเป็นวัสดุที่แข็งแรงทนทาน ใช้ในงานประปา กรอบหน้าต่าง และงานโครงสร้างอื่นๆ
2. พีวีซีแบบยืดหยุ่น– พีวีซีที่มีความยืดหยุ่นซึ่งผ่านการปรับปรุงด้วยสารพลาสติไซเซอร์ มีความอ่อนนุ่ม โค้งงอได้ และใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ เช่น ฉนวนสายไฟฟ้า พื้น และท่อที่ยืดหยุ่นได้

คุณสมบัติของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

คุณสมบัติของ PVC ทำให้เป็นวัสดุที่ต้องการสำหรับการใช้งานต่างๆ มากมาย:

• ความหนาแน่น:พีวีซีมีความหนาแน่นมากกว่าพลาสติกอื่นๆ หลายชนิด โดยมีความถ่วงจำเพาะอยู่ที่ประมาณ 1.4
• ความทนทาน:พีวีซีมีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม สารเคมี และรังสี UV จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่คงทนยาวนาน
• ความแข็งแกร่ง:PVC แบบแข็งมีความแข็งแรงและทนแรงดึงได้ดีเยี่ยม ในขณะที่ PVC แบบยืดหยุ่นยังคงความยืดหยุ่นและความแข็งแรงเอาไว้
• ความสามารถในการรีไซเคิล:พีวีซีสามารถรีไซเคิลได้ง่าย และระบุด้วยรหัสเรซิน “3” ซึ่งส่งเสริมความยั่งยืน

คุณสมบัติหลักของพีวีซี

• อุณหภูมิการหลอมละลาย:100°C ถึง 260°C (212°F ถึง 500°F) ขึ้นอยู่กับสารเติมแต่ง
• ความแข็งแรงแรงดึง:PVC แบบยืดหยุ่นจะมีค่าตั้งแต่ 6.9 ถึง 25 MPa ในขณะที่ PVC แบบแข็งจะมีความแข็งแรงมากกว่าที่ 34 ถึง 62 MPa
• การเบี่ยงเบนความร้อน:พีวีซีสามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 92°C (198°F) ก่อนที่จะเสียรูป
• ความต้านทานการกัดกร่อน:พีวีซีมีความทนทานต่อสารเคมีและด่างสูง จึงทำให้เป็นตัวเลือกที่มีความทนทานสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ

ประเภทของ PVC: แข็งเทียบกับยืดหยุ่น

พีวีซีมีให้เลือกสองรูปแบบหลัก:

1. พีวีซีแข็ง(uPVC): รูปแบบนี้แข็งและมักใช้ในงานก่อสร้าง เช่น ท่อประปาและผนังภายนอก โดยทั่วไปเรียกกันว่า “vin
2. พีวีซีแบบยืดหยุ่น:พีวีซีที่มีความยืดหยุ่นสามารถทำได้โดยการเติมสารพลาสติไซเซอร์ และใช้ในงานที่ต้องมีการดัดงอหรือมีความยืดหยุ่น เช่น ฉนวนสำหรับสายไฟฟ้า อุปกรณ์ทางการแพทย์ และพื้น

เหตุใดจึงใช้ PVC บ่อยมาก?

ความนิยมของพีวีซีมีสาเหตุมาจากต้นทุนต่ำ, ความพร้อมจำหน่าย, และมีทรัพย์สินหลากหลายPVC แบบแข็งได้รับความนิยมเป็นพิเศษสำหรับงานโครงสร้างเนื่องจากมีความแข็งแรงและทนทาน ในขณะที่ความอ่อนและความยืดหยุ่นของ PVC แบบยืดหยุ่นทำให้เหมาะกับผลิตภัณฑ์ที่ต้องดัดงอ เช่น ท่อทางการแพทย์หรือพื้น

PVC ผลิตอย่างไร?

โดยทั่วไป PVC ผลิตขึ้นโดยใช้หนึ่งในสามวิธีของการโพลีเมอไรเซชัน:

• โพลีเมอไรเซชันแบบแขวนลอย
• โพลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชัน
• การเกิดพอลิเมอไรเซชันจำนวนมาก

กระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการโพลีเมอไรเซชันของโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ให้เป็นโพลีไวนิลคลอไรด์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งสามารถนำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้

พีวีซีในการพัฒนาต้นแบบ: การตัดเฉือนด้วย CNC การพิมพ์ 3 มิติ และการฉีดขึ้นรูป

แม้ว่าพีวีซีจะเป็นวัสดุที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ แต่ก็ยังมีข้อท้าทายบางประการเมื่อต้องสร้างต้นแบบและผลิต:

• งานกลึง CNC:PVC สามารถตัดได้โดยใช้เครื่อง CNC แต่พีวีซีมีฤทธิ์กัดกร่อนและขัดสี จึงต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทาง (เช่น เครื่องตัดสแตนเลส) เพื่อป้องกันการสึกหรอ
• การพิมพ์ 3 มิติ:พีวีซีไม่ค่อยได้นำมาใช้ในการพิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากมีคุณสมบัติกัดกร่อน นอกจากนี้ เมื่อได้รับความร้อน พีวีซียังปล่อยก๊าซพิษออกมา ทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานประเภทนี้
• การฉีดขึ้นรูป: PVC สามารถทำได้การฉีดขึ้นรูปแต่กระบวนการนี้จำเป็นต้องมีการระบายอากาศที่เหมาะสมและเครื่องมือที่ทนต่อการกัดกร่อนเนื่องจากการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายเช่นไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl)

พีวีซีมีพิษหรือไม่?

พีวีซีสามารถปล่อยควันพิษเมื่อถูกเผาหรือถูกให้ความร้อน โดยเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรม เช่น การพิมพ์ 3 มิติ การตัดด้วย CNC และการฉีดขึ้นรูป วัสดุดังกล่าวอาจปล่อยก๊าซที่เป็นอันตราย เช่นคลอโรเบนซีนและไฮโดรเจนคลอไรด์ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพได้ จึงจำเป็นต้องใช้การระบายอากาศที่เหมาะสมและอุปกรณ์ป้องกันระหว่างการประมวลผล

ข้อดีของพีวีซี

• คุ้มค่าคุ้มราคา:พีวีซี เป็นพลาสติกชนิดหนึ่งที่มีราคาไม่แพงนัก
• ความทนทาน:ทนทานต่อแรงกระแทก สารเคมี และการเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม
• ความแข็งแกร่ง:พีวีซีมีความแข็งแรงต่อแรงดึงที่น่าประทับใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบแข็ง
• ความอเนกประสงค์:พีวีซีสามารถขึ้นรูป ตัด และขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลายประเภท ทำให้เหมาะกับการใช้งานที่หลากหลาย

ข้อเสียของพีวีซี

• ความไวต่อความร้อน:พีวีซีมีเสถียรภาพทางความร้อนต่ำ ซึ่งหมายความว่ามันอาจบิดงอหรือเสื่อมสภาพได้ที่อุณหภูมิสูง เว้นแต่จะมีการเติมสารทำให้คงตัวระหว่างการผลิต
• การปล่อยสารพิษ:เมื่อถูกเผาหรือละลาย พีวีซีจะปล่อยควันอันเป็นอันตราย ซึ่งต้องใช้การจัดการและมาตรการด้านความปลอดภัยอย่างระมัดระวัง
• ธรรมชาติกัดกร่อน:พีวีซีอาจกัดกร่อนเครื่องมือและอุปกรณ์โลหะได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง

บทสรุป

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นวัสดุอเนกประสงค์ที่มีความสมดุลระหว่างราคาที่เอื้อมถึง ความแข็งแรง และความทนทานต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมได้เป็นอย่างดี โพลีไวนิลคลอไรด์มีรูปแบบต่างๆ ทั้งแบบแข็งและแบบยืดหยุ่น ทำให้สามารถใช้ได้ในหลากหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงการดูแลสุขภาพ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจความเสี่ยงต่อสุขภาพและความท้าทายที่อาจเกิดขึ้นในการแปรรูปพีวีซี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องของการปล่อยมลพิษและลักษณะกัดกร่อน เมื่อจัดการอย่างถูกต้อง พีวีซีจะเป็นวัสดุที่มีคุณค่าอย่างยิ่งที่ยังคงมีบทบาทสำคัญในกระบวนการผลิตและการก่อสร้างสมัยใหม่