Polyvinylchlorid (PVC) patří k nejrozšířenějším plastům a nalezl své uplatnění ve všech oborech lidské činnosti. Nalezl své uplatnění ve stavebnictví, při výrobě nábytku a bytových doplňků, v oděvním a obuvnickém průmyslu. Vyrábí se z něj hračky, kancelářské potřeby, zdravotnické pomůcky, obaly včetně potravinových a mnoho dalších předmětů.
PVC je třetím nejpoužívanějším plastem na světě a průmyslově se vyrábí od přibližně 30. let 20. století. Poprvé byl syntetizován v roce 1835. Není rozpustný ve vodě, v olejích ani v koncentrovaných anorganických kyselinách a zásadách.
Výroba a základní suroviny
Základní surovinou pro výrobu PVC je vinylchlorid monomer (VCM), který je prchavý a jemně nasládlý plyn. Vzniká obvykle rozkladem 1,2-dichloroethanu. Polymerací VCM do řetězců vzniká samotný polymer PVC. Sloučením ethylenku a chloru vzniká ethylendichlorid (EDC), z něj se dále vyrábí vinylchlorid monomer (VCM) - základní stavební jednotka PVC. Polymerací VCM vzniká bílý prášek nebo granulát, který se poté mísí s různými přísadami podle cílového použití.
Výrobu PVC zahrnuje kapalný dichlorethan (ethylenchlorid), vodný roztok hydroxidu draselného, změkčovadla, stabilizátory, plniva a pigmenty. Zároveň se uvádí, že při výrobě PVC dochází k častým únikům chlóru do životního prostředí a meziprodukty PVC - EDC a VCM - jsou velice nebezpečné a toxické chemikálie.
Vlastnosti a typy PVC
PVC je relativně tvrdý termoplast vyznačující se vysokou odolností vůči agresivním chemickým prostředím. Je poměrně tvrdý, ale na zpracování umožňuje řadu technologií - válcování, vstřikování, extruze, vyfukování či vakuové tvarování. Základní vlastnosti lze výrazně měnit různými aditivy, zejména změkčovadly.
Rozlišujeme dva hlavní typy PVC: Neměkčené (tvrzené) PVC a Měkčené PVC. Neměkčené PVC slouží zejména ve stavebnictví (potrubí, okenní rámy, fasádní prvky), zatímco měkčené PVC se používá pro fólie, kabelovou izolaci, podlahové krytiny, koženky a těsnění.
Aditiva a jejich vliv
Ve surovém stavu je PVC křehká a nepružná hmota, takže se do něj přidává řada přísad pro dosažení požadovaných mechanických vlastností. Mezi nejdůležitější aditiva patří plniva (např. křída), stabilizátory, plastifikátory (změkčovadla) a maziva. Stabilizátory zajišťují tepelnou stabilitu a odolnost vůči UV záření; tradiční těžké kovy (olovo, kadmium) byly postupně nahrazovány organickými stabilizátory, ačkoli zbytky těžkých kovů zůstávají v odpadech z PVC.
Plastifikátory (změkčovadla) zvyšují pružnost PVC. Typicky se používají ftaláty (např. DEHP), které zvyšují měkkost, ale jejich negativní vliv na zdraví vedl k omezením. Mezi další změkčovadla patří adipáty, trimelitáty, citráty a další organické sloučeniny. DEHA (di(2-ethylhexyl) adipát) je uveden na seznamu nebezpečných látek některými agenturami a používá se v některých potravinových obalech.
Také se uvádí, že změkčovadla mohou tvořit až 50 % hmotnosti výrobku a během používání se uvolňují do lidského organismu. Některé látky byly omezeny v hračkách a potravinových obalech, ale stále se objevují v určitých zdravotnických pomůckách.
Rizika a environmentální dopady
Celý životní cyklus PVC - výroba, používání i likvidace - doprovází úniky toxických látek. Mnohé z nich jsou rakovinotvorné, způsobují poruchy reprodukce, vrozené vady a poškozují imunitní systém. Záleží samozřejmě na koncentracích a době expozice.
Rtuť, dioxiny, PCB, hexachlorbenzen a další chlororganické sloučeniny se vyskytují ve výrobě a meziproduktech. Přítomnost chlóru způsobuje, že látky jsou vysoce toxické a snadno se akumulují v potravním řetězci. Mezi další toxické látky patří chloroform, 1,1,2-trichloreten, tetrachloretan a tetrachlormetan, které jsou těkavé a zhoršují kvalitu ovzduší. Tetrachloretan navíc přispívá k tvorbě ozónu a poškozování ozónové vrstvy.
Chlór v PVC a jeho dopady: při výrobě PVC dochází k emisím chlóru do prostředí; meziprodukty EDC a VCM jsou karcinogenní a poškozují řadu orgánů. Dioxiny a furany způsobují poruchy imunitního, hormonálního a reprodukčního systému a některé jsou karcinogenní.
Vliv na životní prostředí a zdraví souvisí i s recyklací. PVC lze recyklovat mechanicky, ale podíl recyklace je relativně nízký (kolem 10-15 %), a to kvůli různorodým aditivům a obavám z použití starých stabilizátorů a změkčovadel. PVC se nehodí do směsného plastu pro recyklaci; jedna láhev z PVC může znehodnotit recyklaci 30-50 tisíc PET lahví. Spalování PVC je nejhorší způsob likvidace, protože uvolňuje chlorovodík, dioxiny a další škodliviny; odstranění toxických zbytků vyžaduje nákladné technologie a bezpečné skládky. Papírové a energetické využití PVC při spalování je proto vysoce problematické a vyžaduje pečlivé čištění spalin.
Praktické poznámky a využití
Největší množství výrobků z PVC dnes najdeme ve stavebnictví (přibližně 60 % světové produkce). Neměkčené PVC se zde používá pro aplikace s tvarovou stálostí; měkké PVC nachází uplatnění v podlahách, fóliích, kabelových izolacích a dalších výrobcích. PVC se používá také ve zdravotnictví - infuzní vaky, krevní konzervy, katetry, hadičky a jednorázové rukavice. Odhaduje se, že více než třetina plastových zdravotnických pomůcek obsahuje PVC.
Recyklace PVC v Evropě je koordinována iniciativou VinylPlus a probíhá hlavně mechanicky v uzavřených tocích, jako jsou rámů oken, trubky, podlahové krytiny a technické fólie. Přínosy recyklace jsou omezené vzhledem k různorodosti aditiv a nutnosti bezpečného vyřazení stabilizátorů a změkčovadel.
Souhrn rizik a bezpečnostní úvahy
Rizika spojená s PVC se týkají nejen samotné výroby, ale i používání a likvidace. Změkčovadla mohou migrovat do potravin či těla člověka, ačkoliv některé z nich jsou již omezeny; meziprodukty výroby PVC a chlór jsou toxické a karcinogenní. Spalování a skládkování zhoršují kvalitu ovzduší a kontaminují vodu a půdu. Recyklace je technicky náročná kvůli aditivům, a proto je podíl recyklovaného PVC relativně nízký.
Přesto PVC zůstává důležitým materiálem pro mnoho aplikací. Výrobci se snaží nahrazovat škodlivé stabilizátory a plastifikátory a hledat šetrnější způsoby zpracování a likvidace. V praxi to znamená pokračující výzkum a regulaci, která má minimalizovat expozici lidí a životní prostředí.
tags: #pvc #plasteliny #slozeni