فرآیند تولید انواع مصنوعات از جنس PVC

پلی وینیل کلراید ( PVC)

پلی وینیل کلراید ( PVC) از نظر حجم تولید دومین پلاستیک تولیدي در دنیا بعد از پلی اتیلن است . در سال ۲۰۰۲ در حدود ۲۷ میلیون تن PVC به ارزش تقریبی ۱۹ میلیارد دلار در جهان مصرف شده است .
PVC از پلیمریزاسیون مونو وینیل کلراید VCM به شکل مایع به یکی از چهار روش سوپانسیون ، امولسیون توده اي و محلولی حاصل می شود . فرایند سوسپانسیون حدود ۹۰ درصد از تولید جهانی را شامل می شود .
PVC پلیمري است که در آن گروه CH2CHCL )n) تکرار می شود . کوپلیمرهاي PVC از کوپلیمرهاي وینیل کلراید و وینیل استات ، اتیلن ، پروپیلن ، وینیلیدین کلراید و اکریلات ها حاصل می شود . عمدتا این رزینها به صورت پودر یا گرانول هاي سفید هستند که با انواع افزودنی ها کمکی مخلوط می شوند و به انواع مختلفی از فراورده هاي نهایی تبدیل می شوند .

ویژگی هاي PVC عبارتند از :
چقرمگی مکانیکی ، مقاومت خوب در مقابل هوا ، آب و بسیاري از مواد شیمیایی بخصوص اسیدهاي معدنی و عایق الکتریکی خوب .
یکی از دلایلی که باید پلاستی سایزر به PVC اضافه کرد علاوه بر نرم کردن آن ، بالا بردن دماي تجزیه حرارتی است. PVC مقاوم به شعله و اشعه ماوراي بنفش است . خصوصیات PVC با توجه به وزن مولکولی تغییر می کند .
وزن مولکولی PVC تجاري از حدود ۵۰۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰۰ می باشد . توزیع وزن مولکولی ، اندازه ذرات و سطح ذره سایر متغیر هایی هستند که در تولید رزین کنترل می شوند و براي گریدهاي مختلف فرق می کنند .
حضور یا عدم حضور پلاستی سایزر یکی از عوامل مهم تعیین ویژگیهاي PVC است . خواص PVC مخلوط شده با پلاستی سایزر به مقدار و نوع پلاستی سایزر بستگی دارد و معمول است که مخلوطی از پلاستی سایزر ها استفاده می شود تا به خصوصیات مطلوب دست یافته شود . عمدتا PVC به صورت رزین براي مصارف عمومی (Ceneral – Purpose) یا رزین پراکنده (Dispersion) به فروش می رسد .
رزین براي مصارف عمومی به شکل خشک با اندازه ذرات متوسط به قطر ۵۰ تا ۲۵۰ میکرون موجود است . ذرات گرید پراکنده بسیار ریز هستند در حدود ۲/. تا میکرون ، پراکنده شدن PVC در پلاستی سایزر هاي مایع یا سیستم هاي رقیق کننده (( پلاستیزول )) نامیده می شود .
پلاستیزول ها عمدتا از PVC انواع پلاستی سایزرها ، پایدارکننده ، پرکن و رنگدانه تشکیل شده اند . زمانی که پلاستیزول ها به وسیله پراکنده سازه ها یا رقیق کننده هاي فرار منبسط میشوند ، ترکیب حاصله اورگانوزول نامیده می شود .
گریدهاي خاص رزین سوسپانسیون که منبسط شده یا رزین مخلوط نامیده می شود ، در ساخت وینیل هاي خاص بکار می رود نا هزینه را کاهش دهد و خواص را بهبود بخشد .
وینیل کلراید میتواند با بسیاري از مونومرها کوپلیمریزه شود اما تعداد کمی از آنها تجاري هستند . بطور کلی PVC داراي دو گرید اصلی سوسپانسیون و امولسیون است .

گرید سوسپانسیون PVC

گرید سوسپانسیون به صورت جامد بوده و به روش هاي مختلفی تبدیل به محصول نهایی می شود . روش اکستروژن مهمترین روش تبدیل PVC به محصولات نهایی است . از روش اکستروژن براي تهیه محصولات سخت ( مانند لوله و اتصالات و قاب پنجره ) و محصولات نرم ( مانند پوشش سیم ، شیلنگ و فیلمهاي بسته بندي ) استفاده می شود .
اکستروژن پر مصرف ترین روش تبدیل PVC به فراورده هاي نهایی است و استفاده از آن نیز بسیار رو به رشد است. PVC مورد استفاده در روش اکستروژن هموپلیمرهاي سوسپانسیونی با دانسیته بالا هستند که به فرم پودري یا دانه مورد استفاده قرار می گیرند .
PVC به شیوه قالب گیري نیز تبدیل به محصولات متنوعی می شود . قالب گیري تزریقی پر کاربرد ترین روش قالب گیري است . در این روش رزین مذاب از درون یک مارپیچ وارد قالب داغ شده و سپس سرد می شود تا قطعه مورد نظر شکل گیرد . اتصالات لوله PVC مهمترین محصول نهایی این روش می باشند . ساخت بطري دومین مورد کاربرد قالب گیري تزریقی است .
سایر موارد مانند ماشین هاي اداراي ، تماس دهنده هاي الکتریکی ، قطعات اتومبیل واسباب بازي می باشند. اکثر رزین هاي قالب گیري تزریقی هموپلیمرهاي سوسپانسیونی به شکل دانه می باشند. درقالب گیري دمشی PVC اکسترود شده و سپس درون قالب با فاشار هوا منبسط می شود . محصول اصلی این روش بطري است .
قالب گیري پودري جدیدترین روش فرایند کردن PVC سوسپانسیون است . مخلوط پودر نرم شده ( به همراه پلاستی سایزر ) درون قالب داغ قرار می گیرد و ذوب می شود . قالبگیري فشاري قبلا براي تولید صفحات فونوگراف بکار می رفت که اکنون منسوخ شده است . در حال حاضر روش قالبگیري فشاري بهبود یافته ، براي تولید قطعات PVC نرم شده خاص مانند نمد زیر پایی و کفپوش اتو مبیل به کار می رود .

گریر امولسیون PVC

گرید امولسیون PVC . به دو حالت مایع و جامد موجود است PVC امولسیون به صورت پلاستیروزل و . اورگانوزول به فروش می رسد PVC امولسیونی غالبا براي ساخت فیلم و ورق به شیوه کلندرینگ Calaendarivg مصرف می شود . در این فرایند ، توده اي از PVC کامپاند شده درون جفت هاي متوالی
موازي دوار از رول ها ( غلتک ها ) فشرده می شود تا تبدیل به فیلم و ورق شود .
این فرایند براي هر دو نوع PVC سخت و نرم به کار می رود ولی عمدتا PVC حاصل از روش پلیمریزاسیون امولسیونی به فرم پلاستیزول براي غلتک زنی به کار می رود و مقدار ي رزین سوسپانسیون با آن مخلوط می شود تا هزینه را کاهش دهد .
ورق ها و فیلم هاي نرم عمدتا از جنس هموپلیمر PVC براي مصارف عمومی هستند . این فیلم ها و ورق ها کاربرد هاي بسیار زیادي دارند . یکی از این کاربردها روکش مبلمان و صندلی هاي اتومبیل است . کاربرد اصلی ورق هاي PVC سخت در بسته بندي است .
پلاستیزول هادر قالبگیري دوغابی(Slush Molding) براي پوتین ، توپ ، عروسک و اسباب بازي و در قالب گیري دورانی براي ساختن قطعات سوراخ دار مانند تیوپ استخر نیز بکار می روند .
پلاستیزولها براي پوشش سطوح و کف ، الیاف کاغذ ، فلزات ،نمد و الیاف شیشه براي ساخت محصولاتی مانند کاغذ دیواري ، پوشش کف ، چرم وینیلی و تسمه نقاله به کار می روند .
اکثر رزینهاي پراکنده PVC(Dispersion) هموپلیمر بوده و عمدتا توسط فرایند امولسیون ساخته می شوند ومقداري رزین سوسپانسیون براي کاهش هزینه و تنظیم خواص به آن اضافه می شود PVC حاصل از روش محلولی عمدتا به عنوان پوشش محافظ بر روي فلزات براي جلوگیري از خوردگی آن ها به کار می رود مانند روکش شاسی اتومبیل ها و پوشش سیم پیچ . پوشش هاي محلولی معمولا بدون پلاستی سایزر بوده اما داراي افزودنی هایی مانند رنگدانه و پرکن و حلال می باشند .

براساس یک تقسیم بندي دیگر PVC به دو نوع نرم وسخت تقسیم می شود .