ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับพลาสติกโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นหนึ่งในวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่ใช้งานได้หลากหลายและแพร่หลายที่สุดทั่วโลก พีวีซีขึ้นชื่อในเรื่องความทนทาน ราคาจับต้องได้ และทนทานต่อปัจจัยแวดล้อม พีวีซีถูกนำไปใช้ในหลากหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงการดูแลสุขภาพ ในบทความนี้ เราจะมาสำรวจว่าพีวีซีคืออะไร คุณสมบัติ การใช้งาน และอื่นๆ อีกมากมาย

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) คืออะไร?

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่ผลิตจากกระบวนการพอลิเมอไรเซชันของไวนิลคลอไรด์ สังเคราะห์ขึ้นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2415 และเริ่มผลิตเชิงพาณิชย์ในช่วงทศวรรษที่ 1920 โดยบริษัท บีเอฟ กู๊ดริช พีวีซีเป็นที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมก่อสร้างมากที่สุด แต่ยังนำไปใช้งานในด้านป้ายโฆษณา ผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพ สิ่งทอ และอื่นๆ อีกมากมาย

PVC มีให้เลือกสองรูปแบบหลัก:

1. พีวีซีแข็ง (uPVC)– PVC ที่ไม่ถูกทำให้เป็นพลาสติกเป็นวัสดุที่แข็งแรงและทนทาน ใช้ในงานประปา กรอบหน้าต่าง และงานโครงสร้างอื่นๆ
2. พีวีซีแบบยืดหยุ่น– PVC ที่มีความยืดหยุ่นซึ่งผ่านการปรับปรุงด้วยสารพลาสติไซเซอร์ มีความอ่อนนุ่ม โค้งงอได้ และใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ฉนวนสายไฟฟ้า พื้น และท่อที่ยืดหยุ่นได้

คุณสมบัติของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

คุณสมบัติของ PVC ทำให้เป็นวัสดุที่นิยมใช้สำหรับการใช้งานหลายประเภท:

• ความหนาแน่น:PVC มีความหนาแน่นมากกว่าพลาสติกชนิดอื่นๆ โดยมีความถ่วงจำเพาะอยู่ที่ประมาณ 1.4
• ความทนทาน:พีวีซีมีความทนทานต่อการเสื่อมสภาพจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม สารเคมี และรังสียูวี จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่คงทนยาวนาน
• ความแข็งแกร่งPVC แบบแข็งมีความแข็งแรงและทนต่อแรงดึงได้ดีเยี่ยม ในขณะที่ PVC แบบยืดหยุ่นยังคงความยืดหยุ่นและความแข็งแกร่ง
• ความสามารถในการรีไซเคิล:พีวีซีสามารถรีไซเคิลได้ง่ายและมีรหัสเรซิน “3” ซึ่งส่งเสริมความยั่งยืน

คุณสมบัติหลักของพีวีซี

• อุณหภูมิการหลอมละลาย:100°C ถึง 260°C (212°F ถึง 500°F) ขึ้นอยู่กับสารเติมแต่ง
• ความแข็งแรงแรงดึงPVC แบบยืดหยุ่นจะมีค่าตั้งแต่ 6.9 ถึง 25 MPa ในขณะที่ PVC แบบแข็งจะมีความแข็งแรงมากกว่าที่ 34 ถึง 62 MPa
• การเบี่ยงเบนความร้อน:PVC สามารถทนต่ออุณหภูมิได้สูงถึง 92°C (198°F) ก่อนที่จะเสียรูป
• ความต้านทานการกัดกร่อน:พีวีซีมีความทนทานต่อสารเคมีและด่างสูง จึงเป็นตัวเลือกที่มีความทนทานสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ

ประเภทของ PVC: แข็งเทียบกับยืดหยุ่น

PVC มีให้เลือกสองรูปแบบหลักๆ:

1. พีวีซีแข็ง(uPVC): รูปแบบนี้แข็งและมักใช้ในงานก่อสร้าง เช่น ท่อประปาและผนังภายนอก โดยทั่วไปเรียกว่า "vin"
2. พีวีซีแบบยืดหยุ่น:PVC แบบยืดหยุ่นที่ผลิตได้โดยการเติมสารพลาสติไซเซอร์ จะใช้ในงานที่ต้องมีการดัดงอหรือมีความยืดหยุ่น เช่น ฉนวนสำหรับสายไฟฟ้า อุปกรณ์ทางการแพทย์ และพื้น

เหตุใดจึงใช้ PVC บ่อยมาก?

ความนิยมของ PVC มาจากต้นทุนต่ำ, ความพร้อมจำหน่าย, และทรัพย์สินหลากหลายประเภทPVC แบบแข็งได้รับความนิยมเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานด้านโครงสร้างเนื่องจากความแข็งแรงและความทนทาน ในขณะที่ความอ่อนนุ่มและความยืดหยุ่นของ PVC แบบยืดหยุ่นทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องดัดโค้ง เช่น ท่อทางการแพทย์หรือพื้น

PVC ผลิตอย่างไร?

โดยทั่วไป PVC จะผลิตโดยใช้วิธีโพลีเมอไรเซชัน 3 วิธีดังต่อไปนี้:

• โพลีเมอไรเซชันแบบแขวนลอย
• การเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบอิมัลชัน
• การเกิดพอลิเมอไรเซชันแบบเป็นกลุ่ม

กระบวนการเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเกิดพอลิเมอไรเซชันของโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์ให้เป็นโพลีไวนิลคลอไรด์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งสามารถนำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์ต่างๆ ได้

PVC ในการพัฒนาต้นแบบ: การตัดเฉือนด้วย CNC การพิมพ์ 3 มิติ และการฉีดขึ้นรูป

แม้ว่า PVC จะเป็นวัสดุที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ แต่ก็ยังมีข้อท้าทายบางประการเมื่อต้องสร้างต้นแบบและผลิต:

• เครื่องจักรกลซีเอ็นซี:PVC สามารถตัดได้โดยใช้เครื่อง CNC แต่มีความหยาบและกัดกร่อน ดังนั้นจึงต้องใช้เครื่องมือเฉพาะทาง (เช่น เครื่องตัดสแตนเลส) เพื่อป้องกันการสึกหรอ
• การพิมพ์ 3 มิติ:พีวีซีไม่เป็นที่นิยมใช้ในการพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากมีฤทธิ์กัดกร่อน นอกจากนี้ เมื่อได้รับความร้อน มันยังปล่อยก๊าซพิษออกมา ทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานประเภทนี้
• การฉีดขึ้นรูป: PVC สามารถทำได้การฉีดขึ้นรูปแต่กระบวนการนี้จำเป็นต้องมีการระบายอากาศที่เหมาะสมและเครื่องมือที่ทนต่อการกัดกร่อนเนื่องจากการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายเช่นไฮโดรเจนคลอไรด์ (HCl)

พีวีซีเป็นพิษหรือไม่?

พีวีซีสามารถปล่อยควันพิษเมื่อถูกเผาหรือให้ความร้อน โดยเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรม เช่น การพิมพ์ 3 มิติ การตัดเฉือนด้วยเครื่อง CNC และการฉีดขึ้นรูป วัสดุนี้สามารถปล่อยก๊าซอันตราย เช่นคลอโรเบนซีนและไฮโดรเจนคลอไรด์ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพ สิ่งสำคัญคือต้องใช้การระบายอากาศที่เหมาะสมและอุปกรณ์ป้องกันระหว่างการแปรรูป

ข้อดีของพีวีซี

• คุ้มค่าคุ้มราคา:พีวีซีเป็นพลาสติกชนิดหนึ่งที่มีราคาไม่แพงนัก
• ความทนทาน:ทนทานต่อแรงกระแทก สารเคมี และการเสื่อมโทรมของสิ่งแวดล้อม
• ความแข็งแกร่ง:PVC มีความแข็งแรงต่อแรงดึงที่น่าประทับใจ โดยเฉพาะในรูปแบบแข็ง
• ความอเนกประสงค์:PVC สามารถขึ้นรูป ตัด และขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ได้หลากหลาย จึงเหมาะกับการใช้งานที่หลากหลาย

ข้อเสียของพีวีซี

• ความไวต่อความร้อน:PVC มีเสถียรภาพทางความร้อนต่ำ ซึ่งหมายความว่า PVC อาจบิดงอหรือเสื่อมสภาพได้ที่อุณหภูมิสูง เว้นแต่จะมีการเติมสารคงตัวในระหว่างการผลิต
• การปล่อยสารพิษ:เมื่อถูกเผาหรือละลาย PVC จะปล่อยไอระเหยอันเป็นอันตราย จึงต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังและมีมาตรการด้านความปลอดภัย
• ธรรมชาติกัดกร่อน:พีวีซีอาจกัดกร่อนเครื่องมือและอุปกรณ์โลหะได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง

บทสรุป

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นวัสดุอเนกประสงค์ที่มอบความสมดุลที่ยอดเยี่ยมระหว่างราคาที่เอื้อมถึง ความแข็งแรง และความทนทานต่อปัจจัยแวดล้อม รูปทรงที่หลากหลาย ทั้งแบบแข็งและแบบยืดหยุ่น ช่วยให้สามารถนำไปใช้งานในหลากหลายอุตสาหกรรม ตั้งแต่การก่อสร้างไปจนถึงการดูแลสุขภาพ อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจถึงความเสี่ยงและความท้าทายด้านสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการแปรรูปพีวีซี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการปล่อยมลพิษและการกัดกร่อน เมื่อได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง พีวีซีจะเป็นวัสดุอันทรงคุณค่าที่ยังคงมีบทบาทสำคัญในการผลิตและการก่อสร้างสมัยใหม่