Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid (PVC) je třetím nejpoužívanějším plastem na Zemi, hned po polyethylenu a polypropylenu. Poprvé byl syntetizován roku 1835. Není rozpustný ve vodě, v olejích ani v koncentrovaných anorganických kyselinách a zásadách. 57 % jeho molekulové hmotnosti tvoří samotný chlór, 43 % ethen[2].

Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid – základní jednotka

Polyvinylchlorid – model

Obecné
Systematický název poly(1-chloroethylen)
Triviální název Polyvinylchlorid
Sumární vzorec (C2H3Cl)n
Identifikace
Registrační číslo CAS 9002-86-2
Vlastnosti
Molární hmotnost polymer
Teplota tání 100–260 °C
Teplota skelného přechodu 87 °C
Hustota 1,38 g/cm3
Součinitel tepelné vodivosti 0,16 W/(m·K)
Termodynamické vlastnosti
Měrné teplo 0,9 kJ/kg·K
Bezpečnost

GHS02

GHS08
[1]
Nebezpečí[1]
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Výroba a struktura
Polymerace PVC a jeho struktura

Základní surovinou pro výrobu PVC je vinylchlorid monomer (VCM – těkavý, jemně nasládlý plyn, teplota varu -13,9 °C)[3], vzniklý obvykle rozkladem 1,2-dichlorethanu (starší postupy vycházely z acetylenu a HCl). Jeho polymerací do řetězců, jen částečně se rozvětvujících, vzniká bílý prášek nebo granulát.

Struktura DEHP, běžného změkčovadla PVC

Samotný polymer se poté mísí s různými přísadami, které zlepšují jeho vlastnosti v tom kterém směru podle cílového použití. Těmito přísadami jsou především plniva (např. křída), stabilizátory (pro zvýšení tepelné stability a odolnosti vůči ultrafialovému i tepelnému záření), změkčovadla (pro lepší manipulaci), maziva (pro lepší zpracovatelnost) atd.

Jako stabilizátory se dříve používaly i těžké kovy (kadmium, olovo) či organické sloučeniny cínu, ale (i v důsledku evropské politiky REACH) byly většinou nahrazeny přísadami na bázi ekologického vápníku[4][2].

Jako změkčovadla se zpravidla používají ftaláty (např. DEHP).

Použití
Rukavice z měkčeného PVC

Důvodem značného rozšíření PVC je poměrně snadná a tedy levná výroba jak základního vinylchloridu, tak významné užitné vlastnosti jeho polymeru – snadná zpracovatelnost prakticky všemi základními postupy (válcováním, vytlačováním, vstřikováním, vyfukováním, vakuovým tvarováním atd.), schopnost želatinace s různými změkčovadly, značná chemická a biologická odolnost až netečnost, dobrá tepelná odolnost.[5]

Neměkčené PVC (známé též jako novodur®) se využívá pro „tvrdé“ výrobky, u kterých je žádoucí tvarová stálost po celou dobu životnosti – jde o trubky, profily, desky, nádoby apod. Měkčené PVC (známé též jako novoplast®) je využíváno pro výrobky polotuhé až elastické – fólie (nesprávný obecný název „igelit“), ochranné rukavice, kabely, podlahové krytiny (nesprávný obecný název „linoleum“), hadice, dýchací masky, zdravotnické vaky apod. Ochranná známka pro označení novoplast byla zaregistrována 5. 3. 1952[6] a pro označení novodur 2. 6. 1971[7], obě dvě vlastní a.s. Fatra Napajedla.

Více než polovina z celosvětově vyráběného množství PVC se používá ve stavebnictví, kde masově nahrazuje tradiční stavební materiály jako dřevo, beton či hlínu. PVC má totiž prakticky ideální stavební vlastnosti jako snadno zpracovatelný a přitom odolný materiál pro odpadová potrubí, okenní a dveřní rámy, podlahovou a střešní krytinu apod.[5]

Rizika při výrobě, používání a likvidaci
Strukturní vzorec dioxinu

Při výrobě může do prostředí uniknout jak toxický prvek chlór, tak primární monomer vinylchlorid, jenž je karcinogenem vyvolávajícím zvláštní typ rakoviny jater (angiosarkom)[8]. Výrobu polyvinylchloridu doprovází také vznik toxických dioxinů. Všechny tyto úniky musejí být minimalizovány nebo zneškodněny při výrobním procesu.

Samotné PVC výrobky lze při správném zacházení považovat za neškodné, stejně jako každý jiný plastový výrobek. To, že se některé přísady a změkčovadla mohou z výrobků uvolňovat do prostředí a v důsledku mohou narušit například endokrinní soustavu, totiž není výsadou pouze PVC a navíc závisí na podmínkách – zejména pak teplotě okolí.

Zásadním problémem PVC jsou však jeho požárně-technické vlastnosti, neboť není nehořlavé, ale pouze samozhášivé (tj. nehoří bez přímé vnější iniciace, při odstranění vnějšího plamene samo uhasne). V podmínkách požáru však při jeho tepelném rozkladu vzniká chlorovodík, který je již při koncentraci 0,008 mg/l zdraví nebezpečný. Při reakci s vodní parou ve vzduchu tvoří koncentrovanou kyselinu chlorovodíkovou, jež působí korozivně na kovové konstrukce a elektrické obvody. Z tohoto důvodu například musejí být v prostorách se zvýšeným nebezpečím požáru a ve shromaždištích většího množství osob použity elektrické kabely bez PVC, aby se z nich v případě požáru neuvolňovaly nebezpečné plyny.

Spalování odpadů obsahujících PVC představuje riziko pro zdraví i životní prostředí

Dochází-li k likvidaci PVC spalováním bez řádně přizpůsobené technologie, mohou být součástí emisí i nežádoucí vedlejší produkty spalování, které jsou toxické, karcinogenní nebo jinak škodlivé látky jako chlorovodík, hexachlorbenzen[9], polychlorované bifenyly[10], furany a dioxiny.

Naopak velmi přínosná je téměř úplná recyklovatelnost odpadů, vzniklých z termoplastického PVC. Lze je totiž poměrně snadno rozdrtit a po přetavení použít do nového výrobku, čehož využívají například výrobci střešních krytin, zahradních prvků apod.[2] PVC výrobky z recyklátu jsou totiž téměř o polovinu materiálově i energeticky méně náročné než výrobky z primárního PVC.[11]

Reference
  1. Vinyl chloride. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky)
  2. VÖRÖS, František. Pokrok ve využití PVC odpadů. [online] [online]. 2011-12-14 [cit. 2016-02-14]. Dostupné online.
  3. Miroslav Šuta: Chemické látky v životním prostředí a zdraví, Ekologický institut Veronica, Brno 2008, ISBN 978-80-87308-00-4
  4. Výrobky z PVC obsahují organickou sloučeninu cínu – TBT. pvc.arnika.org [online]. [cit. 2008-07-20]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-07-29.
  5. VÖRÖS, František. Odpadní PVC lze bezpečně využít. [online] [online]. 2011-05-10 [cit. 2016-02-14]. Dostupné online.
  6. Úřad průmyslového vlastnictví ČR, záznam č. 25391
  7. Úřad průmyslového vlastnictví ČR, záznam č. 45195
  8. M. Šuta: Rakovina z výroby PVC? Přísně tajné!. suta.blog.respekt.cz [online]. [cit. 2007-05-06]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2007-04-28.
  9. Hexachlorben(HCB)na stránkách IRZ
  10. PCB na stránkách IRZ
  11. BAGAROVÁ-GRZYWA, Martina. Užitečnost recyklace PVC. [online] [online]. 2012-06-06 [cit. 2016-02-14]. Dostupné online.

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.