القيود الرئيسية على بولي كلوريد الفينيل (PVC)

بصفته مادة بوليمر صناعية مستخدمة على نطاق واسع، فإن كلوريد البولي فينيل (PVC) له مزايا التكلفة المنخفضة وسهولة المعالجة، ولكن عيوب أدائه تقيد بشكل كبير سيناريوهات تطبيقه. التحليل التالي ينظم قيوده الأساسية من أبعاد طبيعة المادة والأداء وتأثير البيئة، إلخ:

1. عيوب الاستقرار الحراري: قيود مزدوجة للمعالجة والاستخدام
وجود هيكل الكلوريد الأليل في سلسلة جزيئات PVC يؤدي إلى استقرار حراري ضعيف للغاية. عندما تتجاوز درجة الحرارة 80 درجة مئوية، تبدأ سلسلة الجزيئات في إزالة كلوريد الهيدروجين (HCl)، مما ينتج عنه روابط مزدوجة مترافقة تغير لون المادة؛ فوق 120 درجة مئوية، تتسارع تفاعلات إزالة HCl، وتتحول المادة بسرعة من البني إلى الأسود، وت释放 غازات مهيجة.

تجلب هذه الميزة مشكلتين رئيسيتين:
صعوبة معالجة عالية: درجة حرارة معالجة PVC (160-200 درجة مئوية) قريبة من درجة حرارة التحلل الحراري، ويحتاج إلى إضافة كمية كبيرة من مثبتات الحرارة (مثل أملاح الرصاص ومثبتات الكالسيوم والزنك المركبة). كمثال على أنابيب PVC الصلبة، يجب إضافة 5-8% من المثبتات خلال الإنتاج، مما يزيد من التكاليف، ولكن مثبتات أملاح الرصاص أيضًا تحمل خطر هجرة المعادن الثقيلة.

درجة حرارة الاستخدام المحدودة: درجة حرارة الاستخدام المستمر لـ PVC الصلب هي فقط 50-60 درجة مئوية. تجاوز هذه الدرجة سيؤدي إلى تدهور سلسلة الجزيئات وانخفاض حاد في الخصائص الميكانيكية. على سبيل المثال، يمكن استخدام أنابيب PVC لنقل المياه الباردة فقط ولا يمكن تكييفها مع أنظمة المياه الساخنة؛ في المعدات الإلكترونية، إذا واجهت طبقة العزل PVC ضعف في تبديد الحرارة، فقد تطلق HCl بسبب التعرض الحراري الطويل الأمد وتسبب تآكل لوحة الدائرة.

2. هجرة البلاستيزر: العيب القاتل لـ PVC المرن

الـ PVC المرن يحقق المرونة من خلال إضافة 30-70% من المواد المضافة (مثل الفثالات)، ولكن المواد المضافة وجزيئات الـ PVC مرتبطة فقط بواسطة قوى فان دير وال، والتي يسهل هجرتها إلى البيئة مع مرور الوقت، مما يسبب ثلاثة مشاكل:
تدهور الأداء: ستسبب هجرة المواد المضافة صلابة المادة، وتصبح هشة، وتفقد المرونة. على سبيل المثال، بعد نصف عام من الاستخدام، قد ينكسر فيلم الـ PVC اللاصق بسبب هجرة المواد المضافة؛ بعد الاستخدام الطويل لأنابيب التسريب الطبية من الـ PVC، ستجعل هجرة المواد المضافة صلبة، مما يؤثر على سلاسة التسريب.

المخاطر الصحية: المواد المضافة من الفثالات لها تأثيرات مدمرة للغدد الصماء ويمكن أن تدخل جسم الإنسان من خلال ملامسة الجلد والتناول الفموي. وقد حدد الاتحاد الأوروبي بوضوح محتوى الفثالات في ألعاب الأطفال (≤0.1%)، لكن بعض ألعاب الـ PVC الرديئة لا تزال تسبب التهاب الجلد التماسي للأطفال بسبب هجرة المواد المضافة المفرطة.

التلوث البيئي: تخترق المواد المضافة في منتجات الـ PVC المرن المتروكة التربة أو مصادر المياه، مما سيتسبب في إلحاق الضرر بالنظام البيئي. أظهرت الدراسات أن المواد المضافة التي تطلقها الميكرو بلاستيك من الـ PVC في المحيط يمكن أن تمتصها العوالق وتدخل سلسلة الغذاء.

3. اختلافات الاستقرار الكيميائي: فجوة الأداء بين المرونة والصلابة

الاستقرار الكيميائي للـ PVC مرتبط ارتباطًا وثيقًا بمحتوى المواد المضافة:
الـ PVC المرن لديه مقاومة ضعيفة: وجود المواد المضافة يدمر الترتيب الضيق لسلاسل الجزيئات من الـ PVC، مما يقلل بشكل كبير من تحمله للمذيبات والزيوت. على سبيل المثال، ستنتفخ قفازات الـ PVC المرنة وتمزق بسرعة بعد ملامستها للبنزين؛ إذا تلوثت أرضيات الـ PVC المنزلية بزيت المحرك، فمن المحتمل أن تظهر علامات التآكل على السطح.

القيود على الـ PVC الصلب: على الرغم من أن الـ PVC الصلب (محتوى المواد المضافة

4. العيوب في الخصائص الميكانيكية: الهشاشة وحساسية درجة الحرارة المنخفضة

الهشاشة المتأصلة: يتمدد الشد عند كسر PVC الصلب فقط بنسبة 5-10٪، وهو أقل بكثير من البولي إيثيلين (300-600٪)، ومن السهل أن ينكسر عند التأثير. على سبيل المثال، إذا تم ضرب ملفات أبواب ونوافذ PVC بأجسام صلبة أثناء التركيب، قد تظهر تشققات مخفية، مما يؤثر على الإغلاق.

أن تصبح هشة في درجات الحرارة المنخفضة: درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg) لـ PVC حوالي 80 درجة مئوية. يتم إعاقة حركة أجزاء الجزيئات في درجات الحرارة المنخفضة، وتزداد الهشاشة. تحت -10 درجات مئوية، تنخفض قوة الصدمة لأنابيب PVC بأكثر من 50٪. أنابيب PVC الخارجية في المناطق الشمالية عرضة للتمزق بسبب انتفاخ الصقيع في الشتاء.

5. عدم كفاية مقاومة الطقس: عنق الزجاجة للتطبيقات الخارجية

لـ PVC تحمل شامل ضعيف للأشعة فوق البنفسجية والأكسجين والرطوبة. التعرض الطويل للهواء الطلق سيسبب شيخوخة ضوئية أكسيدية:
تدهور المظهر: سيسبب إشعاع الأشعة فوق البنفسجية كسر سلسلة جزيئات PVC، وإنتاج مجموعات كربونيل وروابط مزدوجة، مما يؤدي إلى تحول المادة إلى اللون الأصفر وتصبح هشة. يمكن أن تنخفض قوة الشد لفيلم PVC بدون مثبت ضوئي بنسبة 40٪ بعد التعرض للشمس في الهواء الطلق لمدة 3 أشهر.

تلف هيكلي: تعمل الرطوبة والأكسجين معًا لتسريع التحلل الأكسيدي لـ PVC. على سبيل المثال، ستصبح سطح لافتات PVC الخارجية تدريجيًا مسحوقيًا، وستصبح الأنماط المطبوعة غير واضحة وتنفصل.

6. المخاطر البيئية والصحية: المخاطر طوال العملية بأكملها من الإنتاج إلى التخلص
السمية في عملية الإنتاج: مونومر كلوريد الفينيل (VCM) مسرطن. إذا بقي VCM في إنتاج PVC (يجب التحكم فيها لتكون ≤1ppm)، يمكن أن يتم إطلاقه من خلال المنتج. ينص المعيار GB 4806.7-2016 الخاص ببلدنا بوضوح على أن بقايا VCM لمواد PVC المخصصة للتلامس مع الطعام يجب أن تكون ≤0.5ppm.

مشاكل التخلص: من الصعب تحلل PVC بيولوجياً وسينتج مواد شديدة السمية مثل الديوكسينات عند حرقه. وفقاً للإحصاءات، فإن حرق كل طن من PVC يمكن أن ينتج 0.01-1 جرام من الديوكسينات، وهو 10-100 مرة من البلاستيك العادي. لقد أدرجت الاتحاد الأوروبي PVC في قائمة "البلاستيك الصعب إعادة تدويره"، مما يقيد استخدامه في مجال التعبئة والتغليف.

7. قيود الأداء الأخرى

العزل الكهربائي العام: مقاومة الحجم لـ PVC هي 10¹²-10¹³Ω・سم، وهي أقل من تلك الخاصة بالبولي إيثيلين (10¹⁶Ω・سم). إنها مناسبة فقط لعزل الأسلاك ذات الجهد المنخفض ولا يمكنها تلبية احتياجات كابلات الجهد العالي.

الكثافة العالية: كثافة PVC هي 1.3-1.4غ/سم³، وهي 1.5 مرة من كثافة البولي إيثيلين. إن تطبيقها محدود في سيناريوهات الطلب الخفيف (مثل داخل السيارات).

مشكلة قطبية السطح: يتمتع PVC بقطبية سطحية قوية وتوافق ضعيف مع المواد غير القطبية (مثل البولي إيثيلين). تحتاج إلى إضافة مواد توافق إضافية أثناء معالجة المركبات، مما يزيد من تعقيد العملية.

تربط منصتنا مئات من الموردين الكيميائيين الموثوقين الصينيين مع المشترين في جميع أنحاء العالم، مما يعزز المعاملات الشفافة، وفرص الأعمال الأفضل، والشراكات ذات القيمة العالية. سواء كنت تبحث عن سلع بالجملة، أو مواد كيميائية متخصصة، أو خدمات采购 مخصصة، فإن TDD-Global موثوقة لتكون خيارك الأول.