پترون –

  1. معرفی پی‌وی‌سی

        پی‌وی‌سی یکی از پرمصرف‌ترین پلیمرهای مصنوعی بوده که از پلیمریزاسیون رادیکالی منومر وینیل کلراید بدست می آید. این پلیمر به صورت های مختلفی از قبیل سخت، منعطف، کوپلیمر و فومی وجود داشته و به دلیل خواص مطلوبی نظیر خواص فیزیکی و مکانیکی، مقاومت شیمیایی، قیمت ارزان، سبکی و تنوع در روش‌های شکل دهی، کاربردهای گسترده و از میزان مصرف بالایی برخوردار است. به طوری که با توجه به شکل (۱) که میزان مصرف جهانی پلیمرهای رایج را در سال ۲۰۰۶ نشان می‌دهد، مشاهده می‌شود پی‌وی‌سی بعد از پلی اتیلن و پلی پروپیلن، رتبه ی سوم پلیمرهای پر مصرف را به خود اختصاص داده است.

شکل ۱: مقایسه مصرف پلیمرهای رایج در سال ۲۰۰۶

       پی‌وی‌سی سخت جهت تولید چارچوب‌های درب و پنجره، کارت‌های اعتباری، لوله‌های آب رسانی، کف پوش‌ها و نظایر آن استفاده می شود، پی‌وی‌سی نرم برای تولید روکش سیم‌ و کابل، روکش صندلی‌ها، ‌کیف و کفش و کاربردهای مشابه به کار می‌رود. کوپلیمرهای پی‌وی‌سی دارای مصارف تجاری بوده و به طور مثال از کوپلیمریزاسیون وینیل کلراید با ۱۰ تا ۱۵ درصد وینیل استات، پلیمری با انعطاف پذیری و فرآیند پذیری بهتر و تبلور کمتر از پی‌وی‌سی بدست می‌آید. این کوپلیمرها بیشتر در صنایع پوشش دهی کاربرد دارند. ویژگی‌های دیگر قابل توجه پی‌وی‌سی عبارت است از خواص الکتریکی مناسب و مقاومت مطلوب در مقابل شعله‌وری. به همین دلیل پی‌وی‌سی علاوه بر مصارف ساختمانی در محصولات صنایع الکترونیکی، از قبیل قطعات وسایل الکتریکی و روکش سیم و کابل دارای مصرف قابل ملاحظه ای هستند. در شکل (۲) برخی از کاربردهای پی‌وی‌سی نشان داده شده است.

شکل ۲: برخی از کاربردهای پی‌وی‌سی

در میان انواع پلیمرها، پی‌وی‌سی کمترین وابستگی را به مشتقات هیدروکربنی داشته و بیش از ۵۷ درصد ترکیب آن را کلر تشکیل میدهد که این ماده به فراوانی از نمک حاصله از آب دریا استحصال می‌شود. اهمیت این موضوع زمانی روشن می‌شود که توجه به این نکته داشته باشیم که با افزایش بی‌سابقه قیمت نفت قیمت تمام‌شده سایر پلیمرها که عمدتاً منشاء نفت، گاز و یا  استیلن حاصله از ذغال سنگ دارند افزایش بسیار زیادی یافته و پلیمرهایی که قبلاٌ قیمت آنها کمتر از پی‌وی‌سی بود امروزه به‌دلیل قیمت تمام‌شده بالاتر بخشی از بازار خود را به پی‌وی‌سی واگذار می‌نمایند.

  1. خواص پی‌وی‌سی

       علت اینکه لوله ها، قطعات ساختمانی و پروفیل ها از مهمترین محصولات پی‌وی‌سی هستند، خواص مکانیکی (از قبیل استحکام کششی و مدول کششی) مطلوب این پلیمر در مقایسه با سایر پلیمرهای پرمصرف می باشد. نمودارهای زیر نشان دهنده برخی از خواص مذکور است.

       یکی از مهمترین خواص مکانیکی پلیمرها استحکام کششی است که در واقع ماکزیمم تنش در واحد سطح مقطع نمونه ی در حال کشش از دو انتها می باشد که سبب شکست نمونه می گردد. در شکل (۳) استحکام کششی پی‌وی‌سی در مقایسه با پلیمرهای دیگر نشان داده شده است.

شکل ۳ : استحکام کششی پی‌وی‌سی در مقایسه با سایر پلیمرها

      مدول کششی (مدول یانگ) که نسبت تنش کششی در واحد سطح مقطع، به میزان افزایش طول نمونه در جهت تنش کششی می باشد نیز از مهمترین خواص مکانیکی پلیمرهاست. این خاصیت در واقع معیاری از میزان تغییر فرم نمونه با اعمال بار در حین کاربری می باشد. در شکل (۴) مدول کششی پی‌وی‌سی در مقایسه با پلیمرهای دیگر نشان داده شده است.

شکل ۴: مدول کششی پی‌وی‌سی در مقایسه با پلیمرهای دیگر

        با توجه به اینکه دمای انتقال شیشه ای پی‌وی‌سی ۷۰ درجه سانتیگراد می باشد، محصولات این پلیمر در دمای اتاق استحکام ضربه چندان مطلوبی ندارند. در شکل (۵) استحکام ضربه پی‌وی‌سی در مقایسه با پلیمرهای دیگر نشان داده شده است. استحکام ضربه نسبتا پایین پی‌وی‌سی یکی از معایب آن است که به کمک افزودنی های بهبود دهنده استحکام ضربه (نظیر کوپلیمرهای متیل متاکریلات) به راحتی رفع می گردد.

شکل ۵: استحکام ضربه پی‌وی‌سی در مقایسه با پلیمرهای دیگر

  1. کاربردهای پی‌وی‌سی

پی‌وی‌سی به علت خواص و ویژگی های مناسب نظیر وزن کم، سازگاری مطلوب با تعداد قابل توجهی از افزودنی ها و قیمت پایین، در کاربردهای بسیار متنوعی مورد استفاده قرار گرفته است. وجود اتم کلر در ساختار مولکولی پی‌وی‌سی سبب می شود این پلیمر هنگام تخریب HCl آزاد نماید و زنجیرهای پلیمری آن بصورت شبکه ای به یکدیگر متصل شوند. به همین دلیل تخریب پی‌وی‌سی برخلاف برخی از پلیمرها نظیر پلی پروپیلن، با کاهش شدید استحکام همراه نیست. از سوی دیگر وجود کلر در مولکول پی‌وی‌سی به حفاظت این پلیمر در مقابل عوامل محیطی نظیر مایعات هیدروکربنی کمک زیادی می کند.

پی‌وی‌سی مولکولی قطبی بوده و همین امر موجب سازگاری این پلیمر با مایعات قطبی زیادی می شود که این مایعات می توانند به عنوان نرم کننده ی پی‌وی‌سی عمل کنند. این پلیمر برای کاربردهای با استحکام بالا نیز مناسب است، زیرا نیروهای داخلی در مقابل چرخش مولکولی و حرکت اتم های کلر سبب سفت شدن پی‌وی‌سی می شود. در ضمن پی‌وی‌سی تورم حدیده کمی داشته و در نتیجه ماده مناسبی برای روش شکل دهی اکستروژن است.

پر مصرف ترین محصولات پی‌وی‌سی، لوله و قطعات ساختمانی هستند. همانطور که مشاهده می شود میزان مصرف لوله های پی‌وی‌سی بسیار زیاد است که این امر بدلیل تعادل خوب بین سفتی و چقرمگی این لوله ها بوده و در ضمن در مقابل کلر موجود در آب مقاومت خوبی دارند. پی‌وی‌سی مقاومت خوبی در مقابل شعله وری داشته و به همین علت در محصولات صنایع الکترونیکی، از قبیل قطعات وسایل الکتریکی و روکش سیم و کابل مورد استفاده قرار می گیرد.

مشخصات گریدهای پی وی سی تولیدی در پتروشیمی غدیر

 

خواص

K-57

K-61

K-67 (S)

K-67 (R)

K-69

K-70

ویسکوزیته ذاتی

۰.۷-۰.۶۶

۰.۷۹-۰.۷۵

۰.۹۴-۰.۹۰

۰.۹۴-۰.۹۰

۰.۹۸-۰.۹۴

۱.۰۴-۰.۹۸

اتلاف حرارت

حداکثر ۰.۳%

حداکثر ۰.۳%

حداکثر ۰.۳%

حداکثر ۰.۳%

حداکثر ۰.۳%

حداکثر ۰.۳%

اندازه ذرات

درصد باقی مانده از مش ۴۰

درصد باقی مانده از مش ۶۰

حداکثر میزان عبوری از مش ۱۴۰

ناچیز

۵

۵۰

ناچیز

۵

۵۰

ناچیز

۵

۲۵

ناچیز

۵

۲۵

ناچیز

۵

۲۵

ناچیز

۵

۲۵

پروسیتی (DOP , ml/gm)

۰.۲۷-۰.۱۷

۰.۲۷-۰.۱۷

۰.۳۱-۰.۲۱

۰.۳۷-۰.۲۷

۰.۳۳-۰.۲۳

۰.۳۷-۰.۲۷

بالک دانسیته (gm/ml)

۰.۵۳

۰.۵۳

۰.۵۶

۰.۵۲

۰.۴۹

۰.۵۰

حداکثر میزان منومر باقی مانده  (ppm)

۱

۱

۱

۱

۱

۱

دارک رزین (تعداد)

۴-۰

۱۰-۰

۴-۰

حداکثر۱۰

۴-۰

۴-۰

فیش آی (تعداد)

۲۰-۰

حداکثر۲۰

۲۵-۰

حداکثر۲۰

۲۵-۰

۲۵-۰

زمان جریان یابی (ثانیه)

۳۰-۱۵

۲۵-۱۵

۳۰-۱۵

۲۵-۱۵

۳۰-۱۵

۲۵-۱۵