Poli(vinil-klorid)
Poli(vinil-klorid) (poli- + vinil + klorid; polivinilov klorid, tzv. samo „plastika“, ili skraćeno PVC) je plastomerni materijal građen od linearnih i razgranatih makromolekula opće formule –(-CH2-CHCl-)n-.

Otkriće 

Polivinil klorid je slučajno otkriven barem dva puta u 19. stoljeću, prvi put ga je otkrio Henri Victor Regnault 1835. godine, a drugi puta Eugen Baumann 1872. godine. Oba se puta polimer pojavio kao bijela krutina unutar boca vinil klorida koje su ostavljene na sunčevoj svjetlosti. U ranom 20. stoljeću ruski kemičar Ivan Ostromislensky i Fritz Klatter iz njemačkog kemijskog trgovačkog društva Griesheim-Elektron su pokušali koristiti polivinil klorid u komercijalnim proizvodima, ali je krhki polimer uzrokovao propast bilo kojeg proizvoda. Godine 1926. Waldo Semon i B.F. Goodrich Company osmislili su metodu plasticiziranja PVC-a miješajući ga s različitim aditivima. Rezultat je bio fleksibilniji i lakši za procesirati materijal koji je uskoro postigao veliku komercijalnu upotrebu.

Vrste

Kruti poli(vinil-klorid) proziran je, tvrd, žilav i teško preradljiv materijal, vrlo postojan na utjecaj atmosferilija, dobrih dielektričnih svojstava. Međutim, izrazito je krt, što se otklanja kopolimerizacijom, npr. s vinil-acetatom, a potom miješanjem s drugim polimerima, npr. poliakrilatima.

Savitljivi poli(vinil-klorid) sadrži 20 do 30% omekšavala (najčešće estera dikarboksilnih kiselina, npr. dioktil-ftalata) i lako se prerađuje. S povećanjem udjela omekšavala smanjuju se prekidna čvrstoća, modul elastičnosti i staklište, a povećava se prekidno istezanje i udarna žilavost te poboljšavaju ukupna mehanička svojstva pri nižim temperaturama.

Pjenasti poli(vinil-klorid) se rabi u proizvodnji umjetne kože (tzv. skaj), presvlaka za namještaj i vozila, u izradbi putnih torbi, itd..

Dobivanje i svojstva

PVC se većinom proizvodi postupkom kojeg nazivamo suspenzioni postupak polimerizacije. Suspenziona polimerizacija je diskontinuiran proces koji se odvija u zatvorenom proizvodnom sustavu. Ukapljeni vinil-klorid (monomer) dispergira se u demineraliziranoj vodi i polimerizira pomoću inicijatora polimerizacije uz dodatak sredstva za održavanja stabilnosti suspenzije. Reakcija polimerizacije započinje raspadom inicijatora.

Dobiva se radikalskom polimerizacijom vinil-klorida, najčešće u vodenoj suspenziji, ali i u masi, emulziji i otopini, pri 50 do 70°C i tlaku od 7-13 bara:

N H2C=CH-Cl --> [-H2C-CH(Cl)-]n

Svojstva PVC-a mogu se mijenjati ugradnjom drugih monomera tijekom polimerizacije, npr. vinil-acetata ili viniliden-klorida, a i dodatkom mnogobrojnih stabilizatora, omekšavala (plastifikatora) i punila.
Tako je poznato više od stotinu modifikacija PVC-a u širokom rasponu svojstava, od tvrdoga i žilavoga do mekanoga i elastomernoga materijala, među kojima su kruti i savitljivi poli(vinil-kloridi) dvije temeljne vrste. Zahvaljujući širokoj primjeni potrošnja mu stalno raste i danas je veća od 37 x 106 t.

Ukupno trajanje tog procesa je oko 4 do 7 sati. Reakcija se prekida pri 85% pretvorbi monomera u polimer dodavanjem inhibitora reakcije u polimerizator. Budući da je reakcija polimerizacije egzotermna, mora se odvoditi toplina da bi se mogla kontrolirati temperatura samog procesa. Toplina se odvodi posredstvom plašta polimerizatora. Rashladni mediji su voda (oko 23°C) i pothlađena voda (oko 5°C). Neizreagirani monomer se otplinjavanjem odvodi u zaseban sustav kojeg nazivamo rekuperacija gdje se nakon komprimiranja ukapljuje i skladištikako bi se ponovno mogao koristiti u procesu. Vodena suspenzija PVC-a se odvodi dalje u spremnik za skladištenje suspenzije, a zatim se uvodi u kolonu za stripiranje gdje se suspenziji oduzima monomer. Demonomerizirana suspenzija se skladišti u spremnicima suspenzije odakle se odvodi na centrifugiranje gdje se oduzima većina vode iz PVC-a, dok se ostatak vlage (vode) oduzima u rotacionom sušioniku strujom vrućeg zraka. Osušeni proizvod se ciklonima odvaja od zraka, potom se prosijavate se prebacuje pneumatskim transportom u silose na skladištenje kao gotov proizvod

U smislu donesene dobiti, PVC je jedan od najvrjednijih proizvoda u kemijskoj industriji. Na svijetu je preko 50% proizvedenog PVC-a korišteno u građevini. Posljednjih nekoliko godina PVC je zamjenjivao tradicionalne građevne materijale kao što su drvo, beton i glina u mnogim područjima. Ipak je od nedavno više poticano korištenje zamjenskih materijala, zbog zabrinutosti za okoliš i zbog toksičnih svojstava PVC-a. Često se reciklira, i koristi se broj "3" kao simbol reciklaže.

Prerađivanje

Poli(vinil-klorid) najviše prerađuje ekstrudiranjem i kalandriranjem te injekcijskim prešanjem, puhanjem i vakuumskim oblikovanjem.

Uporaba i primjena

Ima mnogostruku primjenu, u prvome redu u građevinarstvu za izradbu prozorskih okvira, oluka, roleta, tapeta, podnoga linoleuma, odvodnih cjevovoda, itd.. Dobrih je električnih izolacijskih svojstava pa u elektroindustriji služi za izradbu kućišta, a najviše za izolaciju električnih kabela. Koristi se za električnu izolaciju žica i kabela, proizvodnju listova, cijevi (uglavnom klorirani polivinil klorid), prozorskih okvira, filmova, filmova za spuštene stropove, umjetne kože, polivinil klorid vlakana, polivinil klorid pjene, linoleum, blato tepisi, plastične cipele, RUB namještaja, itd
Nadalje uvelike se koristi za proizvodnju ambalaže (boca, ambalaže za lijekove i kozmetiku), a zbog male propusnosti za vlagu i plinove rabi se u obliku folija za pakiranje živežnih namirnica. Također se koristi za izradbu medicinskih pomagala, auto dijelova, igračaka, namještaja, itd..
U pirotehnici se koristi za davanje, žutih, zelenih i crvenih boja.

Problem u svijetu i toksičnost

Upravo zbog svoje raširenosti postaje jedan od velikih ekoloških problema, čemu pridonosi i njegova toksičnost u svim fazama od proizvodnje, preko upotrebe do odlaganja.

Nusprodukt proizvodnje PVC-a su dioksini - jedan od najtoksičnijih ikad stvorenih kemijskih spojeva. Već u izuzetno malim količinama uzrokuje tumore, bolesti endokrinih žlijezda, smanjenje imuniteta, dijabetes, kožne probleme, te ugrožava reproduktivnu sposobnost. I drugi toksični spojevi, nusprodukti proizvodnje PVC-a, poput etilen diklorida ili vinil klorida, također se u ispušnim plinovima i otpadnim vodama ispuštaju u okoliš.

Izvori
 Tehnički leksikon, Leksikografski zavod Miroslav Krleža; glavni urednik: Zvonimir Jakobović. Tiskanje dovršeno 21. prosinca 2007.g., Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 653717. , str. 666.

Plastike