1
POLYVINYLCHLORID
Historie, použití, problémy a perspektivy
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

POLYVINYLCHLORID
vynikající plast se ŠPATNOU POVĚSTÍ
•VOLNÝ MONOMER – VYŘEŠENO
•STABILIZÁRORY NA BÁZI Pb a Sn – VYŘEŠENO •FTALÁTOVÁ ZMĚKČOVADLA – VYŘEŠENO
•ZPLODINY HOŘENÍ - VYŘEŠENO
2
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Historie PVC ve světě
3
1.Technologie výroby monomeru – VINYLCHLORID – PATENT 1912
2.Technologie výroby polymeru – POLYVINYLCHLORID – PATENT1913
3.Použití změkčovadel pro PVC - F.B. Goodrich, Waldo Semon (USA) 1926
4.Technologie PRŮMYSLOVÉ VÝROBY IG Farben (Německo) > emulzní PVC, 1500 t/rok (1938)
5.Technologie PRŮMYSLOVÉ VÝROBY Union Carbide, Du Pont > emulzní PVC, 1500 t/rok (1938 – 1939)
6.
6.
6.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Historie PVC VÝROBY v České a Slovenské republice
4
1.Kořistní technologie IG Farben > emulzní PVC, Nováky (Slovensko) > výzkumné zázemí v Brně na
dnešním PIB od cca. roku 1950
2.Nákup licence (německá firma Hüls) na SUSPENZNÍ PVC > Neratovice (Česká republika), cca. 120 000
tun roční kapacita, granulační jednotka na cca. 25 000 tun roční kapacita, výzkumné zázemí v Brně
na dnešním PIB od cca. roku 1970
3.Kopolymer na gramofonové desky > vyvinuto v Brně na dnešním PIB (vinylchlorid – vinylacetát)
4.Vývoj vlastní technologie SUSPENZNÍHO PVC, včetně reaktorů > polymerace vyvinuta v Brně na
dnešním PIB > nakonec NEÚSPĚŠNÉ
5.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Historie PVC ZPRACOVÁNÍ v České a Slovenské republice
5
1.Baťa – závod FATRA Napajedla, přibližně rok 1936 – cesta do Německa (zápis z cesty je k shlédnutí
ve vstupní hale podniku)
2.FATRA Napajedla a Technoplast (nyní součást a.s. FATRA) Chropyně – zpracovává PVC dodnes
3.Povážské chemické závody Nováky – po 2. světové válce zpracování PVC vyrobeného na kořistní
technologii – zpracovává PVC dodnes
4.Použití PVC k izolaci vodičů – podniky patřící dříve do skupiny KABLO, nyní řada samostatných
podniků
5.Jednorázové obaly vyráběné termoformingem z fólií
6.
6.
6.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Historie PVC VÝZKUMU v České a Slovenské republice
6
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
1.VÚGPT Zlín (už neexistuje) – polymerace i zpracování
2.VÚMCH (nyní POLYMER INSTITUTE BRNO spol. s r.o.) – převzal výzkum a vývoj polymerace
3. VÚP (Výzkumný ústav pre petrochémiu) Nováky - polymerace i zpracování
4.VÚKI Bratislava (Výzkumný ústav káblov a izolantov) – výzkum pro skupinu KABLO

POLYVINYLCHLORID (zkratka PVC)  - základní informace 1
7
Chemický název
Polyvinylchlorid
Hustota
1 380 kg/m3
Molární hmotnost
42,08 g/mol (vinylchlorid)
Teplota skelného přechodu
87 °C
Tepelná vodivost
0,16 W/(m·K)
Teplota varu
212 °C
Měrná tepelná kapacita
0,9 kJ/(kg·K)
Modul pružnosti
2 500 MPa
Mez pevnosti
35 MPa
Polyvinylchlorid Soubor:PVC-polymerisation-2D.png
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Příklad materiálového listu PVC a technických požadavků 1
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
8
img012.jpg

Příklad materiálového listu PVC a technických požadavků 2
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
9
img011.jpg

Rozdíly mezi PVC a polyolefiny 1
•POLYOLEFINY
•Hustota pod 1 g/cm3
•Základní charakteristikou je INDEX TOKU TAVENINY (měřeno jako viskozita v TAVENINĚ)
•SEMIKRYSTALICKÝ materiál > Tm  (teplota tání)
•PVC
•Hustota NAD pod 1 g/cm3 •Základní charakteristikou je K HODNOTA (měřeno jako viskozita v roztoku)
•Amorfní materiál > Tg (teplota skelného přechodu)
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
10

PVC  - základní informace 2
•PVC je typickým příkladem AMORFNÍHO TERMOPLASTU •AMORFNÍ TERMOPLAST charakterizuje TEPLOTA
SKELNÉHO PŘECHODU •TEPLOTA SKELNÉHO PŘECHODU  má u AMORFNÍCH TERMOPLASTŮ  podobný význam –
charakterizuje zásadní změny fyzikálních vlastností – jako u SEMIKRYSTALICKÝCH TERMOPLASTŮ bod tání
krystalické fáze
11
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC  - základní informace 3
12
Tg__________623.jpg Tg versus tuhost ----624.jpg
•Tuhost versus Tg & Tm
•Tg měřené pomocí DSC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Jak se charakterizuje PVC
13
•K hodnota
•(asi to nikdy měřit nebudete, pokud ano > vyhledat ČSN EN ISO  normu)
relativní viskozita______625.jpg K hodnota _626.jpg
•Běžný rozsah vyráběných
•K hodnot je 55 - 80
c – koncentrace, obvykle 0,5 – 1,0 g/100 ml rozpouštědla (u PVC obvykle CYKLOHEXANON)
k – konstanta závislá na c a na rouzpouštědle
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Na co se používá jaká K hodnota suspenzního PVC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
14
Technologie zpracování
Typ PVC
Neměkčené
Měkčené
K hodnota
K hodnota
Kalandrování
57 – 65
65 – 70
Vytlačování trubek
68 - 76
Nepoužívá se
Vytlačování okenních profilů
68 – 70
Nepoužívá se
Vytlačování nábytkových profilů
65 - 70
Opláštění kabelů
Nepoužívá se
65 – 80, preferován 70
Vyfukování
57 – 60
65 – 80
Vstřikování
55 – 60
65 - 70

Na co se používá suspenzní, emulzní a blokový PVC v elektrotechnice a PROČ?
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
15
Typ PVC
Použití v elektrotechnice
PROČ?
suspenzní
ANO
PŘIMĚŘENÁ CENA, NÍZKÝ OBSAH HYGROSKOPICKÝCH ZBYTKŮ Z POLYMERACE > NÍZKÁ NASÁKAVOST > VYSOKÝ
POVRCHOVÝ A OBJEMOVÝ ODPOR, PORÉZNÍ TYPY > MĚKČENÍ
emulzní
NE
VYSOKÝ OBSAH HYGROSKOPICKÝCH ZBYTKŮ Z POLYMERACE > VYSOKÁ NASÁKAVOST > VYSOKÝ POVRCHOVÝ A OBJEMOVÝ
ODPOR
blokový
ANO
VYSOKÁ CENA, NÍZKÝ OBSAH HYGROSKOPICKÝCH ZBYTKŮ Z POLYMERACE > NÍZKÁ NASÁKAVOST > VYSOKÝ POVRCHOVÝ
A OBJEMOVÝ ODPOR, PORÉZNÍ TYPY  > MĚKČENÍ

Rozdíly suspenzního PVC pro měkčené a pro neměkčené aplikace
•Neměkčené
•Částice je neporézní či jen málo porézní •Obecně se používají nižší K hodnoty •Vyšší dávky maziv i
stabilizátorů •Vyšší teploty zpracování
•Náchylnější k degradaci
•Měkčené
•Částice je porézní, aby absorbovala změkčovadla •Obecně se používají vyšší K hodnoty •Nižší dávky
maziv i stabilizátorů
•Nižší teploty zpracování
•Nižší náchylnost k degradaci
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
16

Když se řekne „PVC“ – musíme se ptát:
•Základní dotazy:
•Měkčené nebo neměkčené (tvrdé)?
•Homopolymer nebo kopolymer?
•Doplňující dotazy:
•Zpracování v tavenině nebo pasta?
•Hygienická omezení?
•
17
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC – technologie zpracování
•Výroba:
•Suspenzní (dominantní)
•Emulzní (významné)
•Blokový (minoritní, ale velmi čistý)
•Dodavatelská forma:
•Prášek (PE i PP jako GRANULÁT)
–Suspenzní 101 – 102 mm
–Emulzní 10-1 – 102 mm (podle způsobu sušení, primární částice X suchý prášek)
–Blokový 101 – 102 mm
–
–
–
•
18
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC – technologie zpracování
19
•VELCÍ ZPRACOVATELÉ:
–PRÁŠEK
–ADITIVA
–ZPRACOVÁNÍ PRÁŠKOVÉ SMĚSI
•Malí zpracovatelé:
–Nákup granulátu – obvykle od výrobce PVC prášku nebo od velkých zpracovatelů
–Zpracování granulátu
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC – technologie zpracování
20
•Kalandrování > fólie
•Lisování > desky
•Vytlačování
–Trubky,
–Profily,
–Fólie
•Vstřikování,
•Vyfukování lahví  (dříve hlavně Francie, nyní nahrazeno PET)
•Pasty > máčení
•Natírání na podklad > koženky
•Vlákna > gelové zvlákňování
•Rotační natavování > míče, hračky
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Výhody neměkčeného PVC
21
1.Vynikající odolnost proti vodě, kyselinám (HF), alkáliím, řadě organických rozpouštědel
2. Nízká propustnost pro vodní páry, kyslíku a řadě organických par
3.Vysoká tvrdost, odolnost proti oděru, pevnost
4.Výborné elektroizolační vlastnosti
5.Lesk a čirost
6.Samozhášivost danou obsahem 55±1 % hmot. chloru
7.Výrobna tvarovatelnost už za RELATIVNĚ nízkých teplot (nad Tg)
8.LEPITELNOST (rozpouštědla, roztoky PVC)
9.Vynikající odolnost proti UV záření
10.Malý obsah neobnovitelných surovin (ropy)
11.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

NEVÝHODY neměkčeného PVC
22
1.Nízká odolnost proti chlorovaným organickým rozpouštědlům, aromátům a ketonům
2.Nízká tepelná stabilita > rozklad za uvolnění HCl
3.Obtížná zpracovatelnost > vysoká viskozita taveniny
4.Křehkost za nízkých teplot, cca. pod 0 °C
5.Složité receptury – počet složek běžně > 5, dávkování aditiv 100 % hmot. (PE a PP obvykle 10-2
10-1 % hmot.)
6.Odlišné zpracovatelské stroje oproti polyolefinům i styrénovým plastům
7.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Rozdíly mezi PVC a polyolefiny 2 neměkčené (TVRDÉ) PVC
•POLYOLEFINY
•PVC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
23
•Lze někdy zpracovat i bez aditiv (LDPE)
•Obvykle 3 – 5 aditiv
•Aditiva obvykle 10-2 - 10-1 % hmot.) •Maziva přidávána kvůli vlastnostem výrobku •Změkčovadla se
nepoužívají
•
•NELZE nikdy zpracovat i bez aditiv
•Obvykle 5 – 10 aditiv
•Aditiva obvykle 10-1 - 100 % hmot.) •Maziva přidávána kvůli ZPRACOVATELNOSTI na výrobek
•Změkčovadla se používají
•

Otázka měkčeného PVC
24
•Obsah změkčovadel je 30 – 70 dílů na 100 dílů PVC
•!!! U PVC se receptury vztahují na 100 dílů základního prášku, nikoli na % hmot. !!!
1.Nízká odolnost proti chlorovaným organickým rozpouštědlům, aromátům a ketonům
2.Dobrá zpracovatelnost > nižší viskozita taveniny
3.Dobrá odolnost za nízkých teplot, cca. pod 0 °C
4.Složité receptury
5.Svařitelnost vysokofrekvenčně
6.Bezproblémová lepitelnost
7.Výborné optické vlastnosti
8.Široká škála tvrdostí
9.
9.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Použití neměkčeného PVC
25
1.Trubky a fitinky na pitnou i odpadní vodu – cca. 45 %
2.Profily pro stavebnictví (okna, dveře, nábytkové lišty atd.) – 20 %
3.Fólie a desky na obklady fasád – 18 %
4.Duté výrobky (nádobky na kosmetiku, bytovou chemii atd.) – 10 %
5.Ostatní a různé – do 100 %
•Neměkčené PVC prakticky opustilo MALÉ tvarované jednorázové obaly na potraviny, ale je stále
používáno!
1.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Použití měkčeného PVC
26
•Změkčovadla snižují Tg a usnadňují zpracování
1.Fólie
2.Hadičky
3.Elektrická izolace
4.Podlahoviny
5.Koženky a tapety
6.Vstřikované výrobky
7.Hračky, těsnění, rukavice
8.Pasty
9.Ostatní a různé
10.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Rozdíly mezi PVC a polyolefiny 3 neměkčené (MĚKČENÉ) PVC
•POLYOLEFINY
•PVC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
27
•Aditiva obvykle 10-2 - 10-1 % hmot.) •Maziva přidávána kvůli vlastnostem výrobku •Úprava tuhosti a
houževnatosti kopolymerací (PP) nebo směsování (PE různých hustot, směsi s kaučuky)
•Aditiva obvykle 10-1 - 100 % hmot.) •Maziva přidávána kvůli ZPRACOVATELNOSTI na výrobek
•Změkčovadla se používají, až 70 dílů na 100 dílů PVC
•

MĚKČENÉ PVC (anglicky Soft PVC, Plasticized PVC)
•Primární změkčovadla – hlavně ftaláty
•Sekundární změkčovadla – sebakáty, citráty …
•Obě tyto skupiny mají POLÁRNÍ & NEPOLÁRNÍ ČÁST MOLEKULY
•Nastavovadla (extendery) – PRYSKYŘICE, DEHTY > hlavně snížení ceny
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
28

Jak to je s ftaláty?
29
•Ftaláty jsou stále nejběžnějším změkčovadlem
•Z nich nejpoužívanější je di-(2 etylhexyl)ftalát
•Je znám pod zkratkami:
–DOP
–DEPH
–
–
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

ZMĚKČOVADLA PODLE MOLEKULOVÉ HMOTNOSTI
•NÍZKOMOLEKULÁRNÍ – DBP, DOP…  (dibutylftalát, dioktylftalát) … •VYSOKOMOLEKULÁRNÍ – sebakáty,
citráty, ….
•POLYMERNÍ – polyestery, epoxidy …
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
30

ZMĚKČOVADLA v izolacích drátů a kabelů
•Dominuje – DOP  (dioktylftalát)
•Nabývá na významu – DINP (diisononylftalát) z důvodů lepší mrazuvzdornosti •Používán pro snížení
hořlavosti – fosfáty a kysličník antimonitý (Sb2O3)
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
31

18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
32
DOP  (dioktylftalát, di-(2 etyl hexylftalát)
img001.jpg

18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
33
Požadavky na IDEÁLNÍ ZMĚKČOVADLO
•Levné,
•Dobře zapracovatelné do hmoty,
•Netěkavé,
•Neextrahovatelné,
•Nejedovaté (zdraví neškodné),
•Dobrá účinnost do nízkých teplot,
•Snižující hořlavost,
•Výborné elektroizolační vlastnosti,
•…………………………
•

18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
34
Jak funguje ZMĚKČOVADLO
•PRIMÁRNÍ ZMĚKČOVADLO
•Vniká CELÉ mezi makromolekuly polymeru a tak zvyšuje jejich pohyblivost, menší vliv na chování za
nízkých teplot •Při zahřátí probíhá tzv. ŽELATINACE > vzniká SOL > po ochlazení vzniká GEL
•SEKUNDÁRNÍ ZMĚKČOVADLO
•Vniká jen ČÁSTEČNĚ mezi makromolekuly polymeru a tak zvyšuje jejich pohyblivost, větší vliv na
chování za nízkých teplot •při zahřátí probíhá tzv. ŽELATINACE >vzniká SOL > po ochlazení vzniká
GEL
•
•

18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
35
Jak funguje ZMĚKČOVADLO
img004.jpg
1.Tato závislost je pro různá změkčovadla různá
2.Podle literatury vede přídavek MALÉ KONCENTRACE  ZMĚKČOVADEL (udáváno 2 – 15 dílů na 100 dílů
PVC) ke zkřehnutí směsi
3.

18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
36
IDEÁLNÍ ZMĚKČOVADLO PRO PVC
•Zatím neexistuje!

PVC pasty
37
•Podle literatury se až 1/3 PVC zpracovává jako pasty!
•Co to je PVC pasta alias PLASTISOL?
•Základem je DISPERZE  PVC prášku ve změkčovadle (poměr obvykle 50/40) + pigmenty + stabilizátory +
zahušťovadla (tixotropní vlastnosti)
•Smíchání
•Botnání prášku v rozpouštědle
•Nános na podklad
•Zahřátí a vytvoření gelu
1.
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC pasty – máčení a schéma vytvoření gelu
38
plastisoly __627.jpg máčení rukavice628.jpg
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC pasty a „Polymer clay“
39
Polymer_clay_examples.jpg
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC pasty a „Polymer clay“
40
•Je to nám dobře známý MODURIT!
•PVC plastisol + pigmenty + stabilizátory + zahušťovadla (tixotropní vlastnosti)
•Vynalezeno v Německu v roce 1939
•U nás vytvořena receptura na VŠCHT Praha doc. Schätzem pro Jiřího Trnku •Vytvarovat > do vroucí
vody > pevný gel > lze dále opracovávat a malovat na něj nebo ho lepit
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Rozdíly mezi PVC a polyolefiny 4
•POLYOLEFINY
•Nepolární, neodolává uhlovodíkům •Velmi nesnadno rozpustné, nutné vyšší teploty •Nelze lepit bez
předchozí úpravy (OXIDACE), přesto jsou lepené spoje problematické
•PVC
•Polární, odolává uhlovodíkům •Snadno rozpustné, stačí nižší teploty •Lze lepit bez předchozí
úpravy (stačí očistit a odmastit), lepené spoje jsou bez problémů
•
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
41

Lepení PVC 1
42
•Rozpouštědla pro PVC:
•Dichlormetan, Metyletylketon, Cyklohexanon, Tetrahydrofuran, Aceton, ………….
•Lepení rozpouštědly X roztoky PVC nebo chlorovaného PVC (obvyklejší)
–Rozpouštědla jen na nenáročné spoje
•Lepení tvrdého PVC X měkčeného PVC
–U tenkých tvrdých fólií nebezpeční zbobtnání a deformace > jen tenké nánosy
–U měkkých fólií nebezpečí rozleptání fólie do hloubky > jen tenké nánosy
•
–
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Lepení PVC 2
43
•Kaučuková lepidla > Alkapren atd. > měkké i tvrdé PVC
•Polyuretanová lepidla - tvrdé PVC
•Epoxidová lepidla - tvrdé PVC
•DOPORUČENÍ
•Používat hotová lepidla, nevyrábět vlastní směsi
•
•
•
•
–
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Rozdíly mezi PVC a polyolefiny 5
•POLYOLEFINY
•PVC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
44
•Spojování svařováním tepelným (natupo nebo do objímek), protože neobsahuje dostatečně polární
vazby •Svařování přídavným materiálem (desky) •Svařování trubek elektrospojkami - ANO
•Svařování vysokofrekvenční, protože obsahuje polární vazby C – Cl •Svařování přídavným materiálem
jen u měkčených typů (podlahoviny) •Svařování trubek elektrospojkami – NE (lepení nebo těsnění)

Svařování PVC
45
•Pro PVC je typickým  VYSOKOFREKVENČNÍ SVAŘOVÁNÍ
•Princip:
•Polární vazby v molekule
•Rozkmitání atomů elektromagnetickým zářením o frekvenci řádově v MHz
•Přeměna rozkmitání v teplo
•Kromě PVC je vhodné i pro PET, PA, EVA, ABS, ………..
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Svařování PVC
46
RF svařování PVC _629.jpg RF svařování PVC 2 _630.jpg
Zvláště vhodné pro měkčené PVC – hračky, bazénky, pláštěnky, ….
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Kde je PVC „jednička“?
•VENKOVNÍ DLOUHODOBÉ POUŽITÍ
•Vynikající odolnost proti UV záření > okna, dveře, ploty, vnější obklady •Nízká hořlavost – lze
ještě zvýšit přídavkem chlorovaného PVC a potlačovačů dýmů (lapají uvolněný HCl)
•Tuhost
•Tvrdost
•………………
•
47
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC okno není jen z PVC!
48
•RECEPTURA – TYPICKÁ
•PVC
•PLNIVO -  obvykle křída, zlevnění a snížení teplotní roztažnosti
•PIGMENT  - obvykle TiO2
•MAZIVA – bez nich nelze zpracovat
•STABILIZÁTORY PROTI TEPLOTNÍ DEGRADACI PŘI VÝROBĚ - bez nich nelze zpracovat
•UV STABILIZÁTORY  - pro jistotu
•MODIFIKÁTORY HOUŽEVNATOSTI
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

PVC okno není jen z PVC!
49
•PŘÍČNÝ ŘEZ PROFILEM
•Až 7 komor z PVC
•Výztuž kovovým profilem pro tuhost a omezení teplotní roztažnosti
•Bezúdržbové až 50 let
•Jedinou konkurencí v životnosti jsou sklolaminátové profily – bez kovové výztuže •Špatné okno se v
létě roztáhne tak, že ho nezavřete!
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

TEPELNÁ DEGRADACE PVC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
50
•PVC je relativně málo tepelně stabilní polymer, degraduje již od 100 °C
•Při degradaci vlivem zvýšené teploty je odštěpován chlorovodík (HCl)
•Příčiny degradace:
–Dvojné vazby v hlavním řetězci (-C=C-),
–Karbonylové skupiny (-C-C-) v hlavním řetězci
–Chlor na terciárním uhlíku
–………………..
–

TEPELNÁ DEGRADACE PVC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
51
img002.jpg img003.jpg
Vliv nečistot (AlCl3, ZnCl2 atd.)
Autokatalytický vliv HCl = přítomnost HCl urychluje další  degradaci

JAK SE PROJEVUJE TEPELNÁ DEGRADACE PVC
•ZMĚNA BARVY PŘES NAŽLOUTLOU PŘES HNĚDOU DO ČERNÉ •UVOLŇOVÁNÍ CHLOROVODÍKU (HCl) > KOROZE ZAŘÍZENÍ
•Síťování > vzrůst viskozity > vyšší frikční teplo > DALŠÍ DEGRADACE •Degraduje napřed polymer a až
pak případně aditiva (maziva, změkčovadla atd.) •Plniva (nejčastější je uhličitan vápenatý – křída)
NEDEGRADUJÍ
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
52

Co má vliv na TEPELNOU DEGRADACI PVC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
53
•TEPLOTA nad 100 °C
•Čas – snaha minimalizovat pobytové doby ve stroji •Frikční teplo při zpracování – přídavek maziv a
změkčovadel toto omezuje
•DEGRADACI BRÁNÍME PŘÍDAVKEM TEPELNÝCH STABILIZÁTORŮ A MAZIV PŘI ZPRACOVÁNÍ
•

TEPELNÁ DEGRADACE PVC PŘI JEHO ZPRACOVÁNÍ V TAVENINĚ
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
54
•PVC nevytváří skutečnou taveninu jako polyolefiny, ale jen tzv. globulární strukturu
•Globule je seskupení mnoha makromolekul
•PVC je citlivé na přehřátí a následnou degradaci FRIKČNÍM TEPLEM •Pro extruzi se proto nepoužívají
šneky s kompresí, ale jen se změnou stoupání závitu
•Otáčky extruderu jsou oproti polyolefinům nízké
•Kompaundační dvojšneky jsou s protiběžnými rotacemi šneků (u polyolefinů souběžně rotujícími)
•
•
•
•

TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC
•PRINCIP:
•Lapání uvolněného HCl
•ROZDĚLENÍ:
•METALICKÉ,
–ANORGANICKÉ,
–ORGANOCINIČITÉ
•ORGANICKÉ
•
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
55

METALICKÉ TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC 1
•ANORGANICKÉ sloučeniny
–Olova (Pb) – nyní přijímány s výhradami
–Kadmia (Cd) – nyní většinou zakázány
–Baria (Ba) – nyní přijímány s výhradami
–Zinku (Zn) – nyní preferovány
–Vápníku (Ca) – nyní preferovány
–Hořčíku (Mg) – nyní preferovány
–………………
–
•
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
56

METALICKÉ TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC 2
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
57
img005.jpg
Často kombinace olovnatých (dlouhodobý účinek) a kademnatých nebo zinečnatých (účinek na začátku
teplotní expozice) stabilizátorů

METALICKÉ TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC 3
SYNERGIE versus ANTAGONISMUS
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
58
img006.jpg

METALICKÉ TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC 4
SYNERGIE Zn & Ca sloučenin
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
59
img007.jpg

TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC v izolacích drátů a kabelů
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
60
•Stabilizátory na bázi olova jsou  ZATÍM TOLEROVÁNY,  protože za ně ní rovnocenné náhrady
•Dibazický síran olovnatý,
•Dibazický uhličitan olovnatý,
•Dibazický stearan olovnatý,
•………………
•

METALICKÉ cíničité TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC 5
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
61
•Dialkylcíničité sloučeniny - alkylem je většinou oktyl nebo butyl •Na dalších vazbách cínu jsou
většinou karboxyláty,
•Pro transparentní směsi
•Často v kombinaci s kovovými stabilizátory na bázi jiných kovů
•

METALICKÉ cíničité TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC 6
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
62
img008.jpg img009.jpg
Oligomerní
Nízkomolekulární

ORGANICKÉ TEPELNÉ STABILIZÁTORY PRO PVC
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
63
•EPOXIDY – hlavní organický stabilizátor pro PVC,
•FOSFORITANY,
•DRIVÁTY MOČOVINY
img010.jpg

18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
64
Požadavky na IDEÁLNÍ STABILIZÁTOR
•Levný,
•Dobře zapracovatelný do hmoty,
•Snášenlivý s polymerem,
•Netěkavý, bez zápachu
•Neextrahovatelný (to se většinou dá dosáhnout),
•Nejedovatý (zdraví neškodný),
•Snižující hořlavost,
•Výborné elektroizolační vlastnosti,

18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
65
IDEÁLNÍ  STABILIZÁTOR PRO PVC
•Zatím neexistuje!

Souvislosti tepelné stability a receptury PVC
66
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
•Změkčovadla > snížení viskozity > zvýšení stability •Plniva > zvýšení viskozity > snížení
stability •Maziva > snížení viskozity & tření s povrchem zařízení > zvýšení stability, ale POZOR NA
PŘEMAZÁNÍ >  materiál pak netaje (neželatinuje) > nelze zpracovat
•

Nebojte se podlahoviny z PVC!
67
•www.fatra.cz
•HETEROGENNÍ podlahová krytina, se skládá z několika vrstev (heterogenní), které se od sebe liší
složením: •PUR povrchová vrstva – proti těkání organických látek a oděru
•nášlapná vrstva s dekorem - estetika
•podkladní probarvená vrstva - estetika
•podkladní vrstva – zpracování technologického odpadu, vysokoplněná > snížení ceny a roztažnosti
•
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Nebojte se podlahoviny z PVC!
68
•HOMOGENNÍ podlahová krytina, se skládá z jedné vrstvy v celém průřezu
•Podlahoviny elektrostaticky vodivé
•Vnitřní elektrický odpor v rozsahu 0 - 1.106Ω.
•Podlahovina je určena pro aplikace do prostor s požadavkem na elektrostaticky vodivé provedení
podlahy, např. prostory s nebezpečím výbuchu, laboratoře, ve zdravotnictví (RTG pracoviště,
operační sály, přípravny atd.), pro výrobu zdvojených podlah.
•Patrně to máte v laboratořích
•Nutno podložit Cu pásky a ty UZEMNIT!
•
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Použití měkčeného PVC na stavbě domu
69
FATRA izolate_background 17032013.png
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Použití měkčeného PVC na stavbě domu
•Střešní fólie
•Pochozí balkónová fólie
•Vegetační střecha
•Protiradonová ochrana
•Izolace proti zemní vlhkosti
•Zahradní jezírko
•VÝHODY
•Lze lepit i svařovat, vytváření komplikovaných tvarů, chemická i UV odolnost
•
70
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Protiradonová izolace z PVC
71
Izolace základů zemní fólií
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Použití tvrdého PVC na stavbě domu
72
•Vnitřní odpady
•Vnější odpady (napojení na kanalizaci)
•Hrany kachličkových obkladů
•Obklady fasád (anglicky plastic siding)
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Použití tvrdého PVC na stavbě domu
populární hlavně v USA
73
Vinyl-siding.png
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Jak to je s volným vinylchloridem?
•In the early 1970s, the carcinogenicity of vinyl chloride (usually called vinyl chloride mononomer
or VCM) was linked to cancers in workers in the polyvinyl chloride industry. Specifically workers
in polymerization section of a B.F. Goodrich plant near Louisville, Kentucky (US) were diagnosed
with liver angiosarcoma also known as hemangiosarcoma, a rare disease.[34] Since that time, studies
of PVC workers in Australia, Italy, Germany, and the UK have all associated certain types of
occupational cancers with exposure to vinyl chloride, and it has become accepted that VCM is a
carcinogen.[4] Technology for removal of VCM from products have become stringent commensurate with
the associated regulations.
•
74
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

75
•The summary of a comprehensive European risk assessment, involving nearly 15 years of extensive
scientific evaluation by EU regulators, was published in the EU Official Journal on February 7,
2008[30] The assessment demonstrated that DEHP poses no risk to the general population and that no
further measures need to be taken to manage the substance in any of its key end-use applications.
This confirms an earlier opinion of member state experts and an opinion from the EU Scientific
Committee for Toxicity, Ecotoxicity and the Environment (CSTEE) adopted in 2004. The only areas of
possible risk identified in the assessment relate to: •The use of DEHP in children's toys. Under
regulations introduced in January 2007 DEHP is no longer permitted in toys and childcare articles
in the EU. •Possible exposure of workers in factories. Adequate precautions are already taken based
on occupational exposure limit values and some localised environmental exposure near to factories.
•The use of DEHP in certain medical devices. An EU Scientific Review was requested to determine
whether there may be any risk from the use of DEHP in certain medical applications (children and
neonates undergoing long-term blood transfusion and adults undergoing long-term haemodialysis).
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Recyklace PVC 1
76
•Po separovaných odpadech z tvrdého i měkčeného PVC je nyní velká sháňka
•Zdroje odpadů tvrdého PVC
•Odřezky z výroby oken
•Vyměňovaná okna
•Zpracování pouhým mletím
•Použití na vytlačování profilů
•Použití na kompozity s dřevitou moučkou
•Využívá se výborné stability na světle
•
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Recyklace PVC 2
77
•Zdroje odpadů měkčeného PVC
•Využívá se hlavně technologický odpad přímo u zpracovatele
•Uživatelský odpad – zatím málo rozvinuté
–Lze získat při mechanické separaci kovů z vodičů a kabelů, dotřídění (oddělení) od polyolefinů
podle hustoty
–Roztokové postupy zatím spíše ve výzkumném stádiu kvůli nákladnosti
–
–
•
•
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID

Řešení  některých problémů při zpracování PVC 1
78
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
•Zastřikování nízkonapěťových zástrček z měkčeného PVC
•PROBLÉM:
•Propadliny ve výstřiku
•ŘEŠENÍ
•Použití chemického nadouvdla, jehož teplota rozkladu byla aditivy snížena do oblasti teplot
zpracování měkčeného PVC
•
•

Řešení  některých problémů při zpracování PVC 2
79
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
•Vstřikování ochran podpatků z měkčeného PVC u dámských tanečních bot
•PROBLÉM:
•Špatné snímání výstřiku („visení na razníku“)
•ŘEŠENÍ
•Použití koncentrátu vnějšího maziva
•
•

Řešení  některých problémů při zpracování PVC 3
80
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
•Vstřikování ochran podpatků z měkčeného PVC u dámských tanečních bot
•PROBLÉM:
•Černání taveniny při zpracování drtě z PVC oken
•ŘEŠENÍ
•Použití jiného stabilizátoru, protože některé stabilizátory dávají s titanovou bělobou černou
barvu
•
•

Řešení  některých problémů při zpracování PVC 4
81
18. 6. 2013
POLYVINYCHLORID
•Vytlačování trubek z neměkčeného PVC, granulát s plnivy
•PROBLÉM:
•Nerozpracované částice
•ŘEŠENÍ
•Nutná modifikace šneku pro lepší prohnětení, ale bez degradace granulátu – nákladné řešení, ale
zákazník nechtěl měnit dodavatele suroviny ani nemohl pracovat se vstupem v podobě prášku (měl jen
jednošnekový extruder)
•