polyvinylklorid

Polyvinylklorid blir brukt i flere ulike varianter. Ofte polymeriserer man vinylklorid sammen med andre stoffer slik at det dannes kopolymerer, det vil si at de har to eller flere forskjellige monomerer.

Kopolymerer med polyvinylkloridacetat eller propylen er stabile og kan lett bearbeides. De to tilleggsstoffene fungerer som indre myknere. Slike kopolymerer blir brukt til LP-plater, gulvbelegg, formblåste produkter, lakker med mer.

Kopolymerer med akrylnitril og vinylidenklorid brukes i fremstilling av fibre.

Såkalt etterklorert PVC brukes til varmtvannsrør, lim, kjemikalieresistente lakker og fibre.

Polyvinylklorid blir også blandet med andre polymerer som nitrilgummi, ABS-plast, klorert polyetylen og etylen-vinylacetatkopolymerer, særlig for å øke slagfastheten.

Rent polyvinylklorid er hardt og glassklart. Tettheten er 1,4 g/cm³. Materialet mykner ved 70–80 °C.

Det er selvslukkende og svært bestandig mot syrer, fett og mineraloljer. Dersom det er tilsatt mykner, kan det være brennbart. Mykneren kan, bortsett fra spesielle polymere typer, ekstraheres av oljer.

Polyvinylklorid fremstilles ved å la molekyler av vinylklorid (\(\ce{CH2=CHCl}\)) reagere med hverandre og danne lange molekylkjeder (polymerer).

Denne prosessen begynner med at en katalysator, som for eksempel et peroksid, blir spaltet og danner radikaler. Et slikt radikal er veldig reaktivt, og vil kunne åpne dobbeltbindingen i vinylklorid og på denne måten binde seg til molekylet. Samtidig vil den motsatte enden av det nye molekylet ha et ledig valenselektron, som kan bryte opp dobbeltbindingen i et annet vinylklorid-molekyl, og dermed danne en ny binding med dette. På denne måten fortsetter oppbyggingen av en lang kjede av monomerer.

Denne typen polymerisasjon kalles friradikalpolymerisasjon, fordi man bruker en katalysator til å danne et radikal for å igangsette polymerisasjonen. Mye av dagens PVC fremstilles ved suspensjonspolymerisasjon, men masse- og emulsjonspolymerisasjon også er mye brukt.

Ved hjelp av mykner kan polyvinylklorid ha varierte egenskaper, fra et bløtt, nesten gummiaktig myk-PVC til et hardt, nesten myknerfritt hard-PVC. Det er en relativt billig plast, som på grunn av sitt innhold av klor krever mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter enn noen andre plaster ved fremstilling. Dette har gjort polyvinylklorid til et veldig mye brukt materiale.

Nærmere 50 millioner tonn PVC blir produsert på verdensbasis hvert år. I Norge er produksjonen ved INOVYNs fabrikk på Herøya oppgitt til å være rundt 200 000 tonn per år.

Polyvinylklorid er en termoplast, og kan derfor bearbeides etter at den er laget. Oppvarmingen til 150–200 °C under senere bearbeiding, og eventuell senere påvirkning av sollys, gjør at plasten må tilsettes stabilisatorer for å hindre for sterk avspaltning av hydrogenklorid og dermed angrep på maskineri, misfarging og raskere aldring. Tilsetningene kan bestå av tungmetallforbindelser eller rene organiske stoffer, og stoffer som absorberer ultrafiolett lys. For øvrig tilsettes ofte fyllstoffer, pigmenter, smøremidler, antioksidanter, antistatiske midler og soppmidler.

I fremstillingen av produkter kan man benytte en rekke ulike metoder. Polyvinylklorid kan for eksempel ekstruderes til slanger, rør, takrenner, listverk, paneler og isolasjon på elektriske ledninger og kabler.

Den kan også sprøytestøpes til tallrike småartikler, som for eksempel flasker, beholdere og sko.

Ved kalandrering presser man polyvinylklorid ut til tynne folier, kunstlær, tapet og gulvbelegg.

Det er også mulig å lage polyvinylkloridprodukter ved bestrykning, dypping, skallstøping og lakkering med plastisol, organosol, plastigel, PVC-lateks og PVC-holdige lakker, pulverbelegging av metaller, blåsing av flasker, termoforming av folier til emballasje, skumplastproduksjon til garnflottører, fendere med mer, pressing av LP-plater, sveising og så videre.

Kjemisk sett ligner PVC mye på polyetylen. Man trenger imidlertid mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter for å fremstille PVC sammenlignet med polyetylen. Dette skyldes at hver monomer i PVC har erstattet et hydrogenatom med et kloratom. Dette kan i prinsippet gi en miljøgevinst, men dette avhenger av utvinningen og bruken av klorsalter og petroleumsprodukter til fremstilling av PVC.

Ren PVC-polymer er i de fleste sammenhenger ufarlig for kroppen, men den kan bli spaltet (dekomponert) og danne farlige gasser ved tilstrekkelig oppvarming. Eksponering for vinylklorid over lengre tid kan fremkalle en sjelden type leverkreft.

Det er stilt strenge krav når det gjelder rester av monomerer i polymeren. Det betyr at alle monomerene skal være koblet med andre monomerer til polymerer. Løse monomerer kan være skadelig. De strenge kravene gjelder spesielt når plasten skal brukes som emballasje for næringsmidler.

Den kjemiske formelen er \(\ce{(–CH2–CHCl–)_{n}}\), og molekylmassen er vanligvis 30–150 tusen (ofte angitt ved det såkalte K-tallet).

I 1835 ble vinylklorid oppdaget av kjemikerne Justus von Liebig og Henri Victor Regnault (1810–1878). I 1872 la Eugen Baumann (1846–1896) merke til at det ble dannet et hvitt bunnfall i flasker som inneholdt vinylklorid, trolig fordi de var direkte eksponert for sollys. Dette var antageligvis den første syntesen av polyvinylklorid. Imidlertid gjorde ikke Baumann noe mer med dette, og det var ikke før i 1912 at Fritz Klatte (1880–1934) oppdaget en industriell prosess for fremstilling av polymeren. Den var relativt vanskelig å prosessere, og det var først på 1930-tallet man ordentlig fikk til å blande PVC sammen med andre stoffer slik at den ble lettere å bearbeide, mer elastisk og med større holdbarhet.

• plast

• Informasjon om ftalater fra miljostatus.no