Polyvinylchlorid, známější pod svou přezdívkou PVC, je třetí nejpoužívanější plast na světě. Poprvé byl syntetizován roku 1835 a průmyslově se vyrábí zhruba od 30. let 20. století. Je to velmi úspěšný druh umělé hmoty.
Co je PVC a jak se vyrábí?
PVC je zkratkou pro polyvinylchlorid. Vzniká polymerací vinylchloridu. Základní surovinou pro výrobu PVC je těkavý plyn vinylchlorid monomer, který vzniká obvykle rozkladem 1,2-dichlorethanu. Zjednodušeně se vinylchlorid vyrábí z kamenné soli (NaCl) a ethylenu, vyrobeného z ropy nebo přírodního etylalkoholu. Nejprve vznikne dichlorethan, z něj vinylchlorid - a ten se následně polymeruje na polyvinylchlorid.
Výroba základního vinylchloridu je snadná a levná. I proto je PVC tak rozšířené. Jeho polymerací do řetězců, jen částečně se rozvětvujících, vzniká bílý prášek nebo granulát. Samotný polymer se poté mísí s různými přísadami, které zlepšují jeho vlastnosti v tom kterém směru podle cílového použití. Těmito přísadami jsou především plniva, změkčovadla nebo stabilizátory, které zlepšují jeho vlastnosti jako jsou tepelná stabilita, odolnost vůči UV a tepelnému záření. Díky nim může být materiál buď tvrdý a pevný, nebo naopak měkký a pružný.
Chlór může tvořit přibližně 55-57 % hmotnosti polymeru PVC.
Vlastnosti PVC
Polyvinylchlorid je velmi odolný a stálý plast. Má vynikající odolnost proti vodě i některým chemikáliím, zejména kyselinám, alkáliím i řadě organických rozpouštědel. Materiál je nepropustný pro páry nebo kyslík. Je odolný vůči bakteriím a plísním. Odolává kyselinám, zásadám, benzínu a olejům. PVC patří mezi velmi univerzální plasty. Polymer vinylchloridu je možné zpracovávat mnoha technologiemi - válcováním, vstřikováním, extruzí nebo vyfukováním. Základní vlastnosti PVC lze navíc výrazně měnit pomocí různých aditiv, zejména změkčovadel. Díky nim může být materiál buď tvrdý a pevný, nebo naopak měkký a pružný.
To vede k rozdělení na dva hlavní typy:
- Neměkčené PVC (Novodur)
- Měkčené PVC (Novoplast)
Neměkčené PVC (Novodur)
Neměkčené PVC se využívá pro „tvrdé“ výrobky, kde se vyžaduje velká pevnost a tvarová stálost i při dlouhé životnosti. Co do fyzikálních vlastností, je neměkčené PVC odolné proti oděru, pevné a tvrdé. Materiál je nepropustný pro páry nebo kyslík. Použití zahrnuje trubky (odpadová potrubí), profily (okenní a dveřní rámy, fasádní prvky), desky, nádoby a další technické výrobky. Neměkčené PVC fakticky nahrazuje tradiční stavební materiály jako dřevo, ocel, hliník, beton či pálenou hlínu.
Měkčené PVC (Novoplast)
Měkčený PVC je odolný, chemicky stálý plast pružný v tahu, i při nízkých teplotách. Obsahuje větší množství změkčovadel. Na jeho povrchu je zatavena speciální vrstva, která zvyšuje jeho odolnost proti oděru. Rovněž odolává vlhkosti a povětrnostním vlivům. Velkou předností je, že měkčený PVC je možné jednoduše upravovat a tvarovat. Je poddajný v tahu a ohybu i při nízkých teplotách.
Použití měkčeného PVC zahrnuje fólie, kabelové izolace, podlahové krytiny (vinyl), koženky, těsnění, hadice, ochranné rukavice a dýchací masky. Měkčené PVC má univerzální použití, největší využití nachází v podobě pružných přehrazení různých prostorů z PVC lamel, jako jsou protiprůvanové lamelové clony či kyvná vrata. Clony lze využívat dle konkrétní situace i do výšky 5 až 6 m.
V rámci hydroizolačních fólií se měkčené PVC používá v monomerických i polymerických fóliích. Monomerické fólie jsou cenově dostupné a vhodné pro krátkodobé aplikace, jejich tloušťka bývá 70-100 mikronů. Polymerové a lité fólie nabízejí lepší tvarovou stálost a dlouhodobou odolnost.
Homogenní a heterogenní vinylové podlahy
PVC podlahy se prodávají v rolích, vinylové podlahy v dílcích nebo jako plovoucí. Linoleum je podlahová krytina z přírodních materiálů. Homogenní vinylové podlahy mají jen jednu vrstvu a prodávají se jako lisované dílce. Heterogenní PVC podlahy se skládají z více vrstev - nosná vrstva, potisk a ochranná vrstva, často i více vrstev, zajišťujících lepší kročejový útlum a izolační vlastnosti.
Využití PVC v průmyslu
Největší množství výrobků z PVC dnes najdeme ve stavebnictví, které spotřebuje přibližně 60 % světové produkce. PVC nahrazuje tradiční materiály jako dřevo, kov nebo beton. Další významná použití zahrnují obalový průmysl, elektrotechniku, dopravní sektor a zdravotnictví.
PVC v medicíně
PVC je důležitý materiál i ve zdravotnictví. Používá se například na infuzní vaky, krevní konzervy, katetry, hadičky nebo jednorázové rukavice. Důvod je jednoduchý - PVC je levné, dobře sterilizovatelné, průhledné a pružné. Odhaduje se, že více než třetina plastových zdravotnických pomůcek obsahuje PVC.
Recyklace a ekologické aspekty PVC
PVC se recykluje hlavně mechanicky v uzavřených materiálových tocích, například u okenních rámů, PVC trubek, podlahových krytin a technických fólií. Evropský průmysl PVC je poměrně organizovaný prostřednictvím iniciativ VinylPlus, která podporuje recyklaci PVC výrobků. Podíl recyklace se pohybuje kolem 10-15 % z celkové produkce. Důvodem je široká škála aditiv, což komplikuje univerzální recyklaci.
Při spalování PVC vznikají potenciálně nebezpečné látky - například chlorovodík nebo dioxiny. Moderní spalovny jsou vybaveny technologiemi, které tyto látky zachytí. Naopak domácí spalování PVC je zdravotně nebezpečné. Chlór v PVC je jedním z důvodů, proč je PVC z hlediska požárů problematické.
PVCrecyklace a ukládání na skládkách: PVC, které není recyklováno ani energeticky využito, často končí na skládkách. Moderní skládky nepředstavují zásadní riziko, avšak na nelegálních skládkách mohou uvolňovat ftaláty a těžké kovy. Proto je důležité správně třídit a recyklovat.
Specifické čísla a typy fólií a pásků
Mezi běžné výrobky patří PVC izolační pásky různých šířek, tlouštěk a teplotních rozsahů. Pásky často uvádějí pevnost, teplotní rozsah a dielektrickou pevnost. Příklady používaných typů zahrnují červené, černé, žlutozelené a modré pásky s parametry kolem 30 N/cm až 35 N/cm a teplotami od -18 °C do +105 °C. Samovulkanizační pásky i adhezivní pásky z PVC slouží k izolaci a ochraně elektrických spojů.
Životnost a údržba hydroizolačních fólií na bázi PVC
Životnost fólií z měkčeného PVC závisí na stabilitě změkčovadel. Nestabilní fólie ztrácejí změkčovadla, křehnou a mohou se rozpadat. Nové receptury mohou měnit chování fólií, například ulpívání prachu. PVC/EVA fólie mají vyšší životnost - více než 40 let podle testů umělého stárnutí. Životnost hydroizolačních fólií na bázi PVC-P se odhaduje na 20-30 let, zatímco FPO/TPO a EPDM mají delší životnosti až kolem 30-40 let.
Separační vrstvy mezi fólií a asfaltovými materiály bývají minerální desky nebo netkané rouno. Pro separaci od pěnových polystyrenů se používají rohože z minerálních vláken či skelného rohože. Kontrolní a zkušební postupy vyžadují sledování svařitelnosti, chemické složení a mechanických vlastností každé dodávky.
Složení fólií a klíčové složky
Při PVC fóliích hraje roli: plastifikátory (ftaláty), výztužná vložka (polyesterová tkanina, skleněná rohož), požární retardanty a minerální plniva s UV stabilizátory. Průzkumy ukazují variabilitu obsahu změkčovadel a minerálních složek mezi jednotlivými výrobky, což ovlivňuje jejich chování při požárních zkouškách a dlouhodobou stabilitu.
Monomerické změkčovadlo může migrovat z fólie, což zhoršuje ohebnost a způsobuje smrštění. Proto se pro některé aplikace používají separační vrstvy a alternativní typy fólií, které minimalizují kontakt s asfaltovými a dehtovými materiály.
Praktické shrnutí a závěr
PVC je díky snadné výrobě a širokému spektru přísad a technologií extrémně univerzální. Neměkčené PVC poskytuje vysokou pevnost a tvarovou stálost pro trubky, profily, desky a nádoby. Měkčené PVC umožňuje výrobu elastických výrobků a flexibilních hydroizolačních fólií s vynikajícím tepelným i mechanickým výkonem. Při výběru vhodné fólie je důležité zohlednit typy změkčovadel, výztuž, uv stabilizátory a požární retardanty. Životnost a bezpečnost fólií jsou výsledkem kombinace chemických složení, provozních podmínek a kvality svařovacích a instalačních postupů.