Polichlorek winylu (polichlorek etenylu, polichloroeten) - tworzywo sztuczne, biały proszek, o gęstości 1,4 g/cm3, produkt polimeryzacji rodnikowej  chlorku winylu. Jest termoplastyczny. Wykazuje bardzo dobrą wytrzymałość mechaniczną i dobre własności dielektryczne.

Dwa podstawowe typy polichlorku winylu: 

PVC twardy zawierający do 5% plastyfikatora

PVC zmiękczony o zawartości 40, a nawet do 70% plastyfikatora.

Miękki PVC ma doskonałą przejrzystość, elastyczność, odporność na wpływy atmosferyczne oraz nie przepuszcza tlenu i zapachów.

Wzór: -[-CH2-CHCl-]n-

Oznaczenia: PCW, PVC

Monomer, czyli chlorek winylu (VC) CH2CHCl, został po raz pierwszy otrzymany przez francuskiego uczonego Viktora Regnaulta w 1835 roku, natomiast jego polimeryzację, w wyniku której otrzymujemy poli(chlorek winylu), pierwszy raz przeprowadził Baumman w 1872 roku. Proces przeprowadzony przez Baummana polegał na poddaniu rurek zawierających chlorek winylu działaniu światła słonecznego. Musiało jednak upłynąć wiele lat od tego momentu do pojawienia się najwcześniejszych patentów, dotyczących sposobu wytwarzania PVC, a działo się to w 1912 roku pod nadzorem Fritza Klatte.

Materiałami niezbędnymi do produkcji PVC są ropa naftowa oraz sól kamienna. PVC składa się w 43% z ropy naftowej, natomiast 57% tego tworzywa to sól, a dokładniej otrzymywany z niej chlor (Cl).

Proces produkcyjny PVC polega na oddzieleniu z ropy naftowej etylenu, a z soli kuchennej chloru, z których powstaje chlorek winylu. Po kolejnych procesach chemicznych - polimeryzacji - otrzymujemy polichlorek winylu. Procesy produkcyjne PVC nie wymagają wysokich temperatur, co wiąże się z relatywnie niskim zużyciem energii, a to z kolei sprawia, że PVC jest surowcem tanim w wytworzeniu.

Nazwy handlowe: PCW, Anwidur, Simocel, Coplast, Simopor.

10 największych producentów światowych:

1.HT Troplast (Niemcy),

2. Veka (Niemcy),

3. Deceuninck (Belgia),

4. Rehau (Niemcy),

5. Aluplast (Niemcy),

6. Tessenderlo (Belgia),

7. Heywood Williams (Wielka Brytania)

8. Salamander Industrie-Produkte (Niemcy),

9. Bowater (Wielka Brytania),

10. Gealan Werk (Niemcy).

Polichlorek winylu suspensyjny (PVC-S) jest otrzymywany w postaci granulek o średnicy 15-100 mikrometra. Z tego typu PVC możliwe jest uzyskanie wyrobów całkowicie przezroczystych. Polichlorek winylu suspensyjny może być przetwarzany tylko po dodaniu stabilizatorów.

Polichlorek winylu blokowy otrzymuje się w postaci kulek o średnicy 250-750 mikrometra.  Stosuje się go najczęściej do wyrobu twardych folii o wysokiej przezroczystości i odpornych na działanie wody. Przetwórstwo tego polimeru jest identyczne jak PCW suspensyjnego .

W budownictwie i przemyśle: korpusy zaworów, elementy armatury chemicznej, wykładziny chemoodporne, wanny galwanizerskie, trawielnicze, produkcja folii, izolacji kablowych, okien itp.,

W medycynie: produkcja rękawiczek, worki na krew i płyny infuzyjne, rurki, wzierniki, cewniki itp.,

W życiu codziennym: zabawki, pojemniki plastikowe, plastelina itp.,

Stabilizatory - stosowane w celu poprawienia właściwości przetwórczych tworzywa.

Pozwalają na przetwarzanie polichlorku winylu w podwyższonej temperaturze i nadają tworzywu wiele niezbędnych cech użytkowych.

Stabilizatory dodawane do tworzyw:

• zapobiegają przedwczesnej polimeryzacji reaktywnych monomerów

• przeciwdziałają termicznej degradacji, zapobiegają dehydrochloracji polimerów podczas przetwarzania

• zwiększają trwałość polimeru zapobiegając jego degradacji w czasie użytkowania

• zapobiegają lub ograniczają utlenianie lub degradację pod wpływem światła i promieniowania nadfioletowego (zapobiegają odbarwianiu, żółknięciu, czernieniu).

Plastyfikatory

• ftalany,

• alifatyczne diestry,

• związki epoksydowe,

• fosforany,

• poliestry

i inne.

Sposoby rozpoznawania tworzyw

- identyfikacja badanego tworzywa sztucznego opiera się na wyglądzie zewnętrznym próbki oraz zewnętrznych obserwacjach organoleptycznych

- istotna rolę odgrywają takie jego własności, jak: barwa, przeźroczystość lub przeświecanie oraz zachowanie próbki podczas ogrzewania, podczas kontaktu z otwartym płomieniem palnika oraz działanie na tworzywo rozpuszczalników i niektórych stężonych odczynników chemicznych

Badania identyfikacyjne na podstawie rozkładu termicznego

- Badanie polega na spaleniu rozdrobnionego tworzywa w płomieniu palnika i obserwacji zjawisk zachodzących w trakcie kontaktu z płomieniem.

*Należy zwrócić uwagę na:

- czy tworzywo pali się dalej samo, czy pali się w płomieniu palnika

- czy tworzywo pali się dalej samo, czy gwałtownie odpryskuje

- czy tworzywo się topi, czy się topi kropelkami lub ciągnie nitki

- jaki jest zapach gazów

Poli(chlorek winylu) (PVC)

Gęstość: 1.38 [g/cm3]

Pali się w płomieniu, gaśnie poza

Płomień: żółty, zielony na brzegach, białe dymy, ewentualnie zielone iskry

Zapach: chlorowodoru

Polistyren (PS)

Gęstość: 1,08 [g/cm3]

Po zapaleniu pali się sam

Płomień: świecący, silnie kopcący

Zapach: charakterystyczny, słodko - kwiatowy

Właściwości fizyczne

topnienia Podczas ogrzewania PCV mięknie przy 60-70C, topi się w 140-170C i wytrzymuje krótkotrwałe ogrzewanie do temp. 200C bez rozkładu. Wprowadzony do płomienia zapala się po kilku sekundach dając żółty, na brzegach zielonkawy płomień. Jednocześnie wydziela się chlorowodór.

Absorpcja wody (ASTM) 0.04-0.4

Własność	Twardego PCV	Elastyczne PCW
Gęstość [g/m3]	1.3-1.45	1.1-1.35
Współczynnik przewodzenia ciepła [W/(m*K)]	0.14-0.28	0.14-0.17
Granica plastyczności [MPa]	31-60	25/10
Moduł Younga [psi]	490.000
Wytrzymałość na zginanie (wydajność) [psi]	10.500
Wytrzymałość na ściskanie [MPa]	9500
Współczynnik rozszerzalności cieplnej [mm/(mm°C)]	5 × 10-5
Vicat B [°C]	65-100	Nie zaleca się
Rezystywność [Ω m]	1016	1012 -1015
Rezystywność powierzchniowa [Ω]	1013 -1014	1011 -1012

Właściwości mechaniczne PVC

Polichlorek winylu charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, ma doskonałą odporność na rozdzieranie, jest giętki.

Jednak jego właściwości zależą od metod oraz warunków otrzymywania.

Właściwości mechaniczne twardego polichlorku winylu w temperaturze pokojowej są dobre.

Obserwuje się jednak duży wpływ temperatury na te właściwości. W temperaturze 60 st.C wytrzymałość na rozciąganie jest prawie o połowę mniejsza niż w temperaturze pokojowej, natomiast w temperaturze -20 C wytrzymałość ta zwiększa się 1,5 raza, lecz wydłużenie przy zerwaniu jest wówczas prawie równe zeru.

Polichlorek winylu miękki jest dosyć elastyczny, o dużej udarności i dobrych właściwościach mechanicznych.

-wytrzymałość na rozciąganie i zginanie : 50 Mpa

-wytrzymałość na ściskanie : 60 - 100 MPa

-moduł sprężystości : wysoki, 1750-3100 MPa

-wydłużenie przy zerwaniu : 300-400%,

-niska wartość wydłużenia przy zerwaniu w temperaturach poniżej 0 C

-udarność : wysoka, ale w zakresie ujemnych temperatur niska

-wytrzymałość na ścieranie : niska

-współczynnik tarcia : wysoki

-wytrzymałość zmęczeniowa : niska

Właściwości cieplne

Rozszerzalność cieplna (rozszerzalność termiczna) - właściwość fizyczna ciał polegająca na zwiększaniu się ich długości lub objętości w miarę wzrostu temperatury.

Rozszerzalność cieplna rury z PVC o długości 1 m przy wzroście1 °C wynosi średnio 0,08mm.

Temperatura mięknięcia - temperatura przy której materiał zaczyna zmieniać się z ciała stałego w masę plastyczną.

Temperatura mięknięcia PCV według Vicata, wynosi 80 °C (353 K).

Temperatura ugięcia pod obciążeniem - temperatura , przy której polimer lub plastiku próbka odkształca się pod określonym obciążeniem. Ta właściwość danego tworzywa jest stosowana w wielu aspektach projektowania produktu, inżynierii i produkcji wyrobów z wykorzystaniem termoplastycznych elementów. HDT PCV wynosi 68 °C przy obciążeniu 18,5 kg/ cm2.

Przewodność cieplna określa zdolność substancji do przewodzenia ciepła. W tych samych warunkach więcej ciepła przepłynie przez substancję o większym współczynniku przewodności cieplnej.

Przewodność cieplna PCV 0,16 W/mK.

OPORNOŚĆ ELEKTRYCZNA SKROŚNA

Wyznacza się stosunkiem napięcia prądu stałego przyłożonego do przeciwległych powierzchni próbki, do natężenia prądu przepływającego na wskroś próbki.

Jeżeli badana próbka jest sześcianem o krawędzi 1cm, to otrzymane wyniki określają oporność skrośną właściwą.

Wartości jej podaje się w Ωxcm.

Dla polichlorku winylu wynosi 1x1016 [Ωxcm]

OPORNOŚĆ ELEKTRYCZNA POWIERZCHNIOWA

Jest stosunkiem napięcia prądu stałego doprowadzonego do elektrod przylegających do tej samej powierzchni próbki, do natężenia prądu płynącego między elektrodami.

Jeśli oporność powierzchniowa zostanie odniesiona do 1cm długości elektrod, a odległość między elektrodami wynosi 1cm, to oporność taką nazywa się opornością powierzchniową właściwą i wyraża się w omach.

Dla polichlorku winylu wynosi >5x1013 [om]

WYTRZYMAŁOŚĆ DIELEKTYCZNA

Określa odporność tworzyw sztucznych na działanie prądu elektrycznego o badanym napięciu. Wyznacza się ją jako stosunek uzyskiwanego napięcia przebicia próbki do długości między elektrodami, do których zostało przyłożone to napięcie.

Wartość wytrzymałości dialektycznej jest podawana w kV/mm.
Dla polichlorku winylu wynosi 50 [Kv/mm]

Bardzo dobre właściwości dialektyczne PCV pozwalają izolować kable i przewody do napięcia 10 kV, a w przypadku innych typów PCV do 30 kV. Dzięki nieznacznej chłonności wilgoci można go stosować w pomieszczeniach zawilgoconych.

---