Polyvinyl Clorua – PVC là gì? Phân loại tính chất vật lý và ứng dụng.

Polyvinyl Clorua (PVC) là nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinyl clorua. PVC ở thể rắn, thường có màu trắng và không mùi. Ngoài ra, ta còn có thể bắt gặp pvc dưới dạng trong suốt hoặc màu hổ phách. Được biết, Polyvinyl Clorua là vật liệu tổng hợp nhân tạo có lịch sử lâu đời.

Lịch sử phát triển của Polyvinyl Clorua

Khởi đầu, nguyên liệu chính tạo nên Polyvinyl Clorua là Vinyl Clorua (VC) được tổng hợp vào năm 1835. Mãi đến năm 1872, khi VC được phơi ngoài nắng đã vô tình tạo ra loại bột màu trắng không xác định, đây là dấu mốc cho sự ra đời chất liệu PVC.

Dòng thời gian kéo dài đến tận năm 1912, một nhà khoa học Nga đã thực sự công nhận sự có mặt của chất liệu này. Không chỉ Nga, nước Đức cũng công bố quy trình sản xuất Polyvinyl Clorua trong cùng 1 thời điểm. Tuy nhiên, trong thời gian đầu, chất liệu pvc không được ứng dụng phổ biến bởi độ ổn định không cao và khó gia công.

Để khắc phục tính cứng khó gia công của pvc, tiến sĩ Waldo Semon đã mài mò và tìm ra được phương pháp dẻo hóa chúng vào năm 1926.  Kể từ cột mốc ấy, hàng loạt nghiên cứu về Polyvinyl Clorua diễn ra, nhiều dạng pvc được tổng hợp ở Đức và Mỹ vào năm 1933. Chất liệu nhựa nhiệt dẻo PVC hoàn chỉnh được sản xuất vào năm 1937 tại Đức, nối gót là cường quốc Mỹ.

Tính chất vật lý của Polyvinyl Clorua

Polyvinyl Clorua tồn tại ở hai dạng là huyền phù và nhũ tương, cụ thể:

• Polyvinyl Clorua huyền phù (PVC.S–PVC Suspension) là chất rắn dạng hạt có kích thước khoảng 20 – 150 micron, không tan và nổi lơ lửng trong nước.
• Polyvinyl Clorua nhũ tương (PVC.E–PVC Emulsion) là chất lỏng thuộc hệ keo, có độ mịn cao.

Polyvinyl Clorua là nhựa có khả năng chìm trong nước nên tỉ trọng cao hơn các loại nhựa nổi trong nước như PE, PP, EVA. Tỷ trọng Polyvinyl Clorua nằm trong khoảng 1.25 đến 1.46 g/cm3.

Polyvinyl Clorua an toàn cho sức khỏe con người, không có tính độc. Các độc tính của nhựa nhiệt dẻo pvc thường đến từ việc pha thừa chất phụ gia. Bên cạnh đó, nhựa pvc có khả năng chịu va đập kém, ta có thể khắc phục bằng cách thêm tầm 5 – 15% các chất như: MBS, ABS, CPE, EVA.

Tính chất hóa học của Polyvinyl Clorua

Polyvinyl Clorua kháng hóa chất khá tốt, hoàn toàn không bị biến đổi trong môi trường axit, kiềm. Mặt khác, chất liệu PVC có phản ứng đề hidroclo hóa.

PVC cứng là chất liệu tổng hợp giữa bột Polyvinyl Clorua với nhiều nguyên liệu thành phần như: chất phụ gia, chất ổn định nhiệt, chất bôi trơn và một hàm lượng thấp chất hóa dẻo <5% (nếu có). Các nguyên liệu thành phần tạo nên pvc cứng phải được trộn đều và làm nhuyễn ở nhiệt độ 160 – 180 độ c.

PVC cứng được chia thành 2 loại là UPVC (Polyvinyl Clorua không chất hóa dẻo) và CPVC (Polyvinyl Clorua được clo hóa).

UPVC – Unplasticized Polyvinyl Clorua

UPVC (Unplasticized Polyvinyl Clorua) là PVC không có chất hóa dẻo. Vì không chứa BPA (một loại chất hóa dẻo) nên chất liệu UPVC được sử dụng trong ngành y tế và nha khoa. Đặc biệt, tính cứng cáp và bền bỉ của chất liệu này khiến chúng được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng. Chất liệu UPVC giúp tiết kiệm chi phí do không cần bảo trì hay bảo dưỡng.

Được biết, UPVC là biện pháp thay thế vật liệu bằng gỗ cứng và nhôm hoàn hảo. Nhựa UPVC có chi phí thấp đi kèm là độ bền cao, tuổi thọ có thể lên đến 40 – 80 năm. Loại nhựa này có khả năng tái chế, cực kỳ thân thiện với môi trường. Bên cạnh khả năng kháng hóa chất, chống ăn mòn, chống tia cực tím thì nhựa UVPC còn có tính cách nhiệt hiệu quả.

Bên cạnh những ưu điểm nổi trội thì UPVC có nhược điểm là không chịu được nhiệt độ cao. Các dữ liệu về khả năng chịu nhiệt của UPVC đóng vai trò là đường ống dẫn nước bao gồm:

• Nhiệt độ nước xả liên tục không được vượt quá 40 độ C
• Nhiệt độ nước nóng xả tức thời không vượt quá 80 độ C
• UPVC có độ bền kém khi gặp tác động nhiệt quá 60 độ C.

CPVC – PVC được clo hóa

Ký tự C là viết tắt của từ Clo hóa. CPVC là một dạng của nhựa PVC, thường được sử dụng trong ngành sản xuất ống dẫn nước vì không chuyển bất kỳ chất độc hại nào sang nước uống. Clo hóa PVC mang đến khả năng chống axit, bazơ, muối, hydrocacbon parafinic, halogen, rượu, vi khuẩn, cặn bẩn tốt.

CPVC chịu được nhiệt độ cao hơn tiêu chuẩn nhựa PVC thông thường nên được ứng dụng nhiều trong đường ống nước nóng – lạnh, xử lý chất lỏng công nghiệp. Cụ thể, giới hạn nhiệt độ mà CPVC có thể chịu được là 93.3 độ C (200 độ F). Chất liệu này cũng được công nhận có tính chống cháy lan tốt nhất và khả năng chống ăn mòn do nhiệt cao.

Đọc thêm: Nhựa PS là gì?

PVC được sử dụng khá rộng rãi trong ngành sản xuất, gia công vật liệu trang trí nội thất, ngoại thất. Các tính chất cơ – lý – hóa của Polyvinyl Clorua khiến chúng mang nhiều tính năng hữu ích.

Chất liệu bền bỉ và có tính linh hoạt cao

PVC được ưa chuộng trong ngành sản xuất vật liệu trang trí vì có độ bền cao và khả năng gia công dễ dàng. Nếu ta thêm một hàm lượng nhỏ chất hóa dẻo vào nhựa sẽ khiến vật liệu có thêm tính năng uốn nén một cách linh hoạt. Các vật liệu trang trí pvc như tấm ốp, phào chỉ dễ dàng uốn cong khi lắp đặt.

Ta tận dụng chất hóa dẻo vào ngành công nghiệp tạo màng PVC như sau:

• Chất hóa dẻo <5% sẽ cho ra màng PVC cứng
• Chất hóa dẻo 5 – 15% sẽ cho ra màng pvc bán cứng
• Chất hóa dẻo >15% sẽ cho ra màng pvc mềm

Màng PVC được ứng dụng trong công nghệ sản xuất vật liệu dạng màng phủ như áo mưa, nhãn chai, mái hiên, bao bì,…

Vật liệu an toàn cho sức khỏe và dễ lau chùi

Polyvinyl Clorua nguyên sinh tuyệt đối an toàn cho sức khỏe. Vật liệu không chứa tạp chất có hại, không phát thải khí độc ra môi trường và có khả năng tái sử dụng. Mặt khác, các vật liệu trang trí pvc có khả năng chống nước 100% đi kèm là khả năng kháng hóa chất cực tốt, giúp người dùng dễ vệ sinh, lau chùi.

Vật liệu trang trí cách điện, cách nhiệt và hãm cháy

Vật liệu trang trí làm từ nhựa pvc giúp giảm thiểu rủi ro khi xảy ra sự cố. Không chỉ mang tính cách điện vô cùng an toàn cho trẻ nhỏ mà còn loại bớt thiệt hại khi có hỏa hoạn. Bên cạnh đó, các loại vật liệu ốp tường ốp trần bằng nhựa pvc có khả năng chống nóng tuyệt vời vì PVC cách nhiệt, chống tia UV.

Polyvinyl Clorua (PVC) là vật liệu tổng hợp có mặt từ rất lâu đời. Nhựa PVC có tính cứng cáp và bền bỉ. Hơn thế, loại nhựa này có tính linh hoạt cao, dễ dàng hóa dẻo khi gia công sản xuất. Nhựa nhiệt dẻo PVC được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất vật liệu trang trí do có nhiều tính năng hữu ích như: chống nước, chống nóng, cách điện, hãm cháy, kháng hóa chất,…