چرا PVC، همچنان انتخاب اول در صنایع مدرن است؟

پلی وینیل کلراید (PVC) یک ترموپلاستیک چندمنظوره با کاربردهای وسیع در صنایع گوناگون است. این گستردگی ناشی از ویژگی‌های خاص این پلیمر از جمله دوام بالا، مقاومت شیمیایی مطلوب و صرفه اقتصادی است. PVC به دو دسته اصلی PVC سخت و PVC انعطاف‌پذیر (پلاستی‌سایزشده). تقسیم می‌شود که هر یک از این دسته‌ها، نیازهای خاصی را در صنایع مختلف برآورده می‌سازند.

PVC سخت عمدتاً در صنایع ساختمانی به ویژه لوله‌ها، پروفیل‌های پنجره و نماکاری مورد استفاده قرار می‌گیرد چرا که؛ استحکام مکانیکی بالا و پایداری آن در برابر عوامل محیطی، این ماده را به گزینه‌ای ایده‌آل برای سیستم‌های تأمین و دفع آب و همچنین کاربردهای ساختاری مانند نما تبدیل کرده است (Jubsilp و همکاران، 2021؛ Yang و همکاران، 2023). وجود عنصر کلر در ساختار  PVC، خاصیت ضدحریق به آن می‌بخشد و آن را برای عایق‌بندی الکتریکی و مصالح ساختمانی مناسب می‌سازد. علاوه بر این، طبق پژوهش های اخیر، استفاده از PVC در کاربردهای مرتبط با بتن، مانند لوله‌های مورد استفاده در ستون‌های بتنی، موجب افزایش دوام و استحکام سازه‌ها، به ویژه در محیط‌های خورنده، می‌گردد. بازار PVC سخت بسیار گسترده است و رشد قابل‌توجه آن به دوام و مقرون‌به‌صرفه بودن این ماده نسبت داده می‌شود می‌شود (Yang و همکاران، 2023). علاوه بر این، توسعه فرمولاسیون PVC مانند افزودن پایدارکننده‌های حرارتی و دیگر عوامل، عملکرد آن را در شرایط محیطی مختلف بهبود بخشیده و دامنه کاربردهای آن را گسترش داده است(Jubsilp و همکاران، 2021؛ Wang و همکاران، 2022).

در مقابل،PVC  انعطاف پذیر به طور گسترده در عایق‌سازی سیم و کابل، تولید محصولات مصرفی و تجهیزات پزشکی کاربرد دارد. انعطاف‌پذیری این ماده از طریق افزودن پلاستی‌سایزرها حاصل می‌شود که فرآیندپذیری و خواص مکانیکی آن را بهبود می‌بخشند (Duan و همکاران، 2021؛ Kumar، 2019). در نتیجه، انعطاف‌پذیری و قابلیت شکل‌پذیری این ماده، امکان تولید محصولاتی با اشکال مختلف را فراهم می‌سازد و آن را برای ساخت کف‌پوش، پوشش‌های دیواری، لوله‌ها و تجهیزات پزشکی مناسب می‌سازد . به ویژه در بخش پزشکی،PVC  نقش حیاتی ایفا می‌کند و تقریباً ۴۰ درصد از بازار پلیمرهای مورد استفاده در این حوزه را به خود اختصاص داده است (Chiellini و همکاران، 2013). این امر به دلیل پایداری شیمیایی و سهولت استریل‌سازی این ماده است (Kumar، 2019). به عنوان مثال،PVC  به طور معمول در کیسه‌های خون و سایر تجهیزات پزشکی مانند ماسک و شلنگ اکسیژن مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صنعت سیم و کابل، PVC به طور گسترده به عنوان ماده عایق و روکش مورد استفاده قرار می‌گیرد. توانایی این پلیمر در ایجاد عایق الکتریکی مطلوب در کنار هزینه نسبتاً پایین، سبب برتری آن در این زمینه شده و تقریباً ۷۰ درصد از پلیمرهای مورد استفاده در کاربردهای الکتریکی را شامل می‌شود (Deshmukh و همکاران، ۲۰۱۰).

در مجموع، کاربردهای متنوع PVC ناشی از خواص ذاتی آن و قابلیت تغییر ویژگی‌های آن از طریق افزودنی‌ها و عامل‌دار کردن است. از مصالح ساختمانی گرفته تا تجهیزات پزشکی و نانوکامپوزیت‌های پیشرفته، PVC همچنان نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می‌کند و اهمیت خود را به عنوان یک پلیمر پیشرو نشان می‌دهد.

منابع:

1. Jubsilp, C., Asawakosinchai, A., Mora, P., Saramas, D., & Rimdusit, S. (2021). Effects of organic based heat stabilizer on properties of polyvinyl chloride for pipe applications: a comparative study with pb and cazn systems. Polymers, 14(1), 133. https://doi.org/10.3390/polym14010133
2. Yang, F., Liu, X., Li, M., Uguna, C., & Wang, W. (2023). Polyvinyl chloride (pvc) derived microporous carbons prepared via hydrothermal dechlorination and potassium hydroxide activation for efficient co2 capture. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 180, 113279. https://doi.org/10.1016/j.rser.2023.113279
3. Wang, X., Yu, J., Zhang, J., & Chen, H. (2022). Excellent toughness of rigid polyvinylchloride at low temperature improved by polycarbonate‐polydimethylsiloxane block copolymer. Journal of Applied Polymer Science, 139(46). https://doi.org/10.1002/app.53159
4. Duan, X., Chen, H., Liu, H., Chen, M., & Gao, J. (2021). A citric acid/cysteine based bioadditive for plasticization and enhancing uv shielding of poly(vinyl chloride). Polymer International, 71(2), 227-231. https://doi.org/10.1002/pi.6307
5. Kumar, S. (2019). Recent developments of biobased plasticizers and their effect on mechanical and thermal properties of poly(vinyl chloride): a review. Industrial & Engineering Chemistry Research, 58(27), 11659-11672. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b02080
6. Chiellini, E., Ferri, M., Morelli, A., Dipaola, L., & Latini, G. (2013). Perspectives on alternatives to phthalate plasticized poly(vinyl chloride) in medical devices applications. Progress in Polymer Science, 38(7), 1067-1088. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.03.001
7. Deshmukh, S., Rao, A., Gaval, V., & Mahanwar, P. (2010). Mica-filled pvc composites: effect of particle size, filler concentration, and surface treatment of the filler, on mechanical and electrical properties of the composites. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 24(5), 583-599. https://doi.org/10.1177/0892705710393114