PVC là loại nhựa được sản xuất nhiều nhất trên thế giới với sản lượng hàng năm lên đến 400 triệu tấn. Vậy nhựa PVC là gì? Nhựa PVC có thể ứng dụng vào những lĩnh vực nào mà được sản xuất nhiều đến như vậy? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu ngay trong nội dung bài viết dưới đây.
Nhựa PVC là gì? Nguồn gốc của chất liệu nhựa PVC
Nhựa PVC là gì?
Theo Wikipedia, PVC là tên viết tắt của hợp chất Polyvinylchloride (poly(vinyl chloride), là 1 loại nhựa nhiệt dẻo, được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinylchloride (CH2=CHCl).
Nguồn gốc của chất liệu PVC
Năm 1835
Vinyl Clorua lần đầu tiên được tổng hợp bởi Henri Regnault – một nhà hóa học và vật lý người Pháp
Năm 1872
Eugen Baumann – nhà hóa học người Đức, đã phơi ống nghiệm có chứa Vinyl Clorua dưới ánh nắng mặt trời trong 4 tuần và phát hiện ra Polyvinyl clorua – một chất kết tủa màu trắng, dạng bột
Năm 1912
- Nhà hóa học người Nga Iwan Ostromislensky đã công nhận chất liệu PVC. Cũng tại thời điểm này, 1 nhà hóa học người Đức của công ty hóa chất Griesheim-Elektron cũng tạo ra quy trình sản xuất Polyvinyl Chloride
- Tuy nhiên, do tính kém ổn định và cứng giòn của PVC nên chất liệu này vẫn chưa được ứng dụng vào sản xuất các sản phẩm thương mại
Năm 1926
Tiến sĩ Waldo Semon đã phát minh ra phương pháp để hóa dẻo PVC, nhằm khắc phục tính kém ổn định và cứng giòn của chất liệu
Năm 1933
Nhiều dạng PVC đã được tổng hợp tại Mỹ và Đức
Năm 1937
PVC được sản xuất trên quy mô công nghiệp hoàn chỉnh tại Đức, rồi sau đó là Mỹ.
Tính chất hóa học và vật lý của nhựa PVC
Tính chất hóa học của nhựa PVC:
- Công thức phân tử của PVC: (C2H3Cl)n
- Nhựa PVC khá trơ về mặt hóa học, có phản ứng tiêu biểu là phản ứng đề hidroclo hóa
- Tính hóa học của PVC khá ổn định trong điều kiện nhiệt độ thường
Tính chất vật lý của nhựa PVC:
- PVC tồn tại dưới dạng bột, màu vàng nhạt hoặc màu trắng.
- PVC có 2 dạng là huyền phù (PVC Suspension) với kích thước hạt lớn và nhũ tương (PVC Emulsion) với kích thước hạt nhỏ, độ mịn cao.
- Sức chịu va đập của PVC khá kém, vì thế, trong quá trình sản xuất phải sử dụng thêm các chất như MBS, ABS, CPE, EVA với tỉ lệ từ 5%-15%.
- Có tính cách điện tốt, do đó, nhựa PVC được sử dụng rất nhiều trong việc sản xuất ra các vỏ bọc cách điện.
- Nhựa PVC có điểm nóng chảy vào khoảng 100°C đến 260°C.
Ưu, nhược điểm của nhựa PVC
Ưu điểm
- Có độ chống chịu với các hóa chất và kiềm
- Tuổi thọ lâu dài, điển hình như các ông nước PVC được thiết kế dưới dạng ngầm có thể sử dụng tốt trong 35 năm
- Các vật liệu sử dụng PVC không có tình trạng bị han gỉ hay ảnh hưởng bởi các điều kiện của thời tiết
- Do chứa 50% Clo nên có khả năng chống cháy cực kì tốt, nhiệt độ cháy là 455°C. Còn khi ở nhiệt độ thấp hơn, từ 100°C đến 260°C PVC chỉ nóng chảy chứ không bắt cháy
- PVC cách điện tốt nhờ có điện trở suất lớn
- Trọng lượng nhẹ, dẻo, chống ăn mòn tốt
- Có thể tái chế, tạo ra các sản phẩm mới hoặc chuyển hóa thành nhiên liệu đốt
Nhược điểm:
- Độ bền thấp khi ở trong môi trường nhiệt độ quá thấp
- Nếu PVC bị nóng chảy hay cháy sẽ phát tra khói độc, mùi rất khó chịu, ảnh hưởng đến sức khỏe của con người
Các loại nhựa PVC phổ biến trên thị trường
Hiện nay, ngoài loại nhựa PVC nguyên chất, có thành phần chính là 100% PVC, độ cứng cao, dễ gãy thì còn có 5 loại PVC khác. Trong quá trình sản xuất các loại PVC này, nhà sản xuất sẽ cho thêm 1 số chất phụ gia để giảm thiếu tính cứng nguyên bản của chất liệu và gia tăng độ mềm dẻo.
PVC dẻo (PVC-P)
- Được hình thành bằng cách thêm các chất dẻo tương thích vào PVC nguyên chất để giảm độ kết tinh
- Sử dụng tốt trong nhiệt độ thường: từ -10°C đến 50°C
- Màu vàng, bề mặt dẻo mịn hoặc có gân sóng đôi
- Độ dày từ 1.5mm-3mm
- Có thể ngăn côn trùng, thất thoát nhiệt, ngăn cản tiếng ồn, bức xạ tia cực tím
- PVC dẻo được sử dụng để làm ống PVC, làm lớp cách điện cho dây điện, dây cáp, làm đồ chơi và đồ dùng gia đình, làm ống dẫn khí, gioăng, con lăn, băng tải,…
PVC cứng (PVC-U)
- PVC cứng có thành phần chính là Polyvinyl Clorua nhưng không chứa chất hóa dẻo. Vì thế PVC-U cứng, không thể uốn cong được
- Chống thấm và chống ăn mòn tốt
- Khả năng chịu hóa chất cao (ở nhiệt độ 0 °C đến 45°C , chịu được các chất axit , kiềm, muối)
- PVC cứng thường được sử dụng để làm ống dẫn, làm tấm ốp, vách ngăn, làm ống hút, phễu,…
Perchloro Vinyl Chloride hay Polyvinyl Chloride Clo hóa (PVC-C)
- Là loại nhựa nhiệt dẻo được sản xuất bằng quá trình Clo hóa năng lượng nhựa PVC
- Chịu nhiệt cao hơn nhựa PVC nguyên chất khoảng 40°C – 50°C
- Chịu được nước ăn mòn
- Có độ dẻo cao, do vậy khả năng chịu lực khá tốt
- Khi tiếp xúc với ngọn lửa trực tiếp, PVC-C thường cực kỳ khó bắt lửa và tự dập tắt
PVC-O hay Định hướng phân tử PVC
- PVC-O là kết quả của quá trình biến cấu trúc vô định hình của PVC cứng (PVC-U) thành cấu trúc phân lớp.
- PVC-O thừa hưởng tất cả các ưu điểm của PVC-U về khả năng chống ăn mòn, khả năng tái chế, độ bền
- Đặc biệt PVC-O có độ bến kéo cuối cùng gấp đôi PVC-U, khoảng 90 MPa. Vì thế, các đơn vị xây dựng hiện nay thường sử dụng đường ống PVC-O ở những nơi có áp suất cao.
PVC-M hay PVC biến đổi
- PVC-M được sản xuất bằng cách bổ sung các chất biến tính tương tích vào PVC.
- Các chất biến tính này sẽ cải thiện độ dẻo, tăng khả năng chống lại sự phát triển và lan truyền của các vết nứt trong quá trình sử dụng vật liệu
- Thành mỏng hơn PVC nguyên chất rất nhiều, nhờ vậy mà tiết kiệm được vật liệu và cải thiện đặc tính thủy lực
Quy trình sản xuất nhựa PVC
Sản xuất PVC là một quy trình phức tạp, đòi hỏi phải trải qua nhiều giai đoạn xử lý. Cụ thể quá trình sản xuất PVC:
- Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu chính là dầu mỏ và khí đốt tự nhiên. Các nguyên liệu này sẽ được xử lý để tạo ra các hóa chất cơ bản như VCM (Vinyl Clorua)
- Polyme hóa: VCM sẽ được đưa vào quá trình Polyme hóa để tạo thành PVC, dưới nhiệt độ và áp suất cao, tạo ra 1 chuỗi các phân tử PVC
- Tạo hạt: Sau khi Polyme hóa, PVC sẽ được đun qua 1 lỗ nhỏ tạo thành các hạt. Sau đó, hạt PVC được làm nguội và lưu trữ trong kho
- Molding: Hạt PVC được đùn qua 1 khuôn, tạo thành các sản phẩm PVC với hình dạng và kích thước khác nhau
- Xử lý sau: Sản phẩm PVC được đưa vào quá trình xử lý sau để cải thiện tính chất, bao gồm các việc thêm chất bôi trơn, chất ổn định và các chất phụ giá khác.
Nhựa PVC có độc không?
Khi được sản xuất đúng quy trình và sử dụng trong điều kiện môi trường thích hợp, nhựa PVC hoàn toàn không gây hại đối với sức khỏe con người.
Tuy nhiên, như chúng tôi đã chia sẻ ở phía trên, trong quá trình sản xuất PVC, để tăng độ dẻo dai và linh hoạt, nhà sản xuất thường cho thêm 1 số chất phụ gia. Và nếu bị đốt cháy, các chất phụ gia này sẽ trở nên có hại, gây ung thư, ảnh hưởng đến hệ miễn dịch và sinh sản và hệ thần kinh của người tiếp xúc.
Một số hóa chất có thể gây hại trong nhựa PVC: Vinyl chloride, Phthalates, Cadmium,…
Vậy nên bạn cần lưu ý không đốt nhựa PVC, không sử dụng nhựa PVC để nướng hay nấu ăn hay sử dụng bất kỳ biện pháp nào truyền nhiệt cho PVC để tránh tình trạng các chất độc được giải phóng
Ứng dụng của nhựa PVC trong đời sống sản xuất hiện nay
Tận dụng tối đa những ưu điểm của PVC, các đơn vị thiết kế và sản xuất đã tạo ra rất nhiều sản phẩm có ích cho đời sống con người bằng loại nhựa nhiệt dẻo này.
Sản xuất sàn nhựa giả gỗ vinyl
Sàn nhựa Vinyl là sản phẩm được làm từ nhựa PVC, thiết kế giả gỗ. Sản phẩm có tính thẩm mỹ cao, mang đến không gian sống ấm cúng và hiện đại. Mẫu sàn nhựa này có khả năng chống thấm và chống ẩm rất tốt, thích hợp với khí hậu nóng ẩm ở Việt Nam.
Tạo màng PVC
Mang PVC được sản xuất bằng cách cán hoặc thổi trên các máy móc. Màng PVC có 3 loại: Cứng, bán cứng và mềm. Độ cứng của màng sẽ phụ thuộc vào hàm lượng chất phụ gia được đưa vào khi sản xuất. Theo đó:
- Nếu sản xuất màng PVC cứng, tỉ lệ hóa dẻo thêm/PVC khoảng 5%
- Nếu sản xuất màng PVC bán cứng, tỉ lệ hóa dẻo/PVC sẽ lớn hơn 5% và nhỏ hơn 15%
- Nếu sản xuất màng PVC dẻo, tỉ lệ hóa dẻo/PVC cần lớn hơn 15%
Ống nhựa và phụ kiện đường ống
Nhựa PVC là vật liệu phổ biến để sản xuất ống dẫn nước, ống thoát nước, ống dẫn khí,… Nhờ tính bền bỉ, chống ăn mòn và giá thành rẻ, ống nhựa PVC được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng, hệ thống tưới tiêu,…
Dây và cáp điện
Tùy theo yêu cầu của các loại dây cáp, nhựa PVC sẽ được pha trộn với các loại phụ gia khác nhau. Chẳng hạn:
- Với các loại dây cáp sử dụng trong hộ gia đình, nhựa PVC sẽ được sản xuất để có khả năng chịu nhiệt lên đến khoảng 70°C
- Với các loại dây cáp sử dụng trong ngành công nghiệp, nhựa PVC sẽ được trộn để có thể chịu được nhiệt độ từ 90°C đến 100°C mà không bị nóng chảy
Đồ gia dụng
Nhựa PVC được sử dụng để sản xuất một số đồ gia dụng như tủ lạnh, máy giặt hay tủ bếp,… Việc sử dụng nhựa PVC giúp cho các sản phẩm có được độ bền cao hơn, trọng lượng nhẹ, có được tính cách điện ở các bề mặt tiếp xúc, tạo ra sự an toàn trong quá trình sử dụng.
Thiết bị y tế
Trong ngành Y, tận dụng khả năng không bị ăn mòn bởi hóa chất, nhựa PVC được dùng để sản xuất để tạo ra các thiết bị y tế như: Ống tiêm, ống thông, máy thở,…
Bao bì
Nhựa PVC được dùng để sản xuất bao bì cho các sản phẩm thực phẩm, đồ uống hay mỹ phẩm. Khi này, bao bì có được độ bền cao, có khả năng chống thấm nước và có thể tái chế lại được
Vừa rồi là những thông tin chi tiết nhất là nhựa PVC và các ứng dụng thực tế của PVC mà MyChair muốn chia sẻ với bạn đọc. Hy vọng thông qua bài viết này, bạn đã hiểu được nhựa PVC là gì, ưu và nhược điểm cũng như ứng dụng của nhựa PVC trong đời sống hàng ngày. Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào liên quan đến chất nhựa nhiệt dẻo này, hãy để lại bình luận phía dưới bài viết này để được chúng tôi giải đáp nhé!
>> Có thể bạn quan tâm:
Nhựa PP là gì? Ưu, nhược điểm và ứng dụng của nhựa PP trong đời sống
Hợp kim nhôm là gì? Đặc tính và ứng dụng của hợp kim nhôm
Nhựa Nguyên Sinh Là Gì? Ưu Nhược Điểm & Ứng Dụng Trong Đời Sống
