polyvinylklorid (original) (raw)
Polyvinylklorid (PVC) er en polymer, der fremstilles ud fra gassen vinylklorid. Den er en af verdens mest benyttede typer af plast.
Faktaboks
Også kendt som
polyvinylchlorid, PVC
Fremstillingen foregår ved masse-, suspensions- eller emulsionspolymerisation. Den vigtigste proces er suspensionspolymerisation, som står for ca. 80 procent af verdensproduktionen af PVC, mens de to andre metoder hver står for ca. 10 procent.
Der produceres ca. 50 millioner tons PVC årligt (2021). Det svarer til 6 kg PVC pr. indbygger om året på verdensplan. PVC-produktionen overgås kun af produktionen af polyætylen (PE) og polypropylen (PP).
PVC-typer
PVC er en transparent plast med en glasovergangstemperatur på 80 °C. Det er overvejende amorft, idet PVC kun indeholder små ordnede sekvenser, der giver anledning til krystallisation. Omkring 5-10 procent af materialet er krystaller, mens de resterende ca. 90 procent ved stuetemperatur er et amorft glas.
Den amorfe del af PVC kan blødgøres ved tilsætning af blødgørere, hvorved glasovergangstemperaturen kan bringes ned under stuetemperatur. Der skal tilsættes 30-50 procent blødgører for at få denne effekt, hvilket betyder, at blødgøreren bliver en væsentlig bestanddel af materialet. Der bør derfor skelnes skarpt mellem to typer af PVC: ikke blødgjort PVC (kaldes på dansk ofte hård PVC, på engelsk UPVC – U: unplasticized) og blød PVC.
Hård PVC
Hård PVC har både attraktive mekaniske og fysisk-kemiske egenskaber. Stivheden er væsentligt mindre end metaller, men svarer til sticheden hos andre polymerer i glastilstanden. Kombineret med lav pris gør det materialet attraktivt. Desuden er hård PVC ikke sprødt. Fysisk-kemisk har materialet meget stor kemikaliebestandighed samt en lav permeabilitet over for de fleste gasser, herunder ilt; i denne sammenhæng er PVC langt bedre end PE og PP.
I bygningsindustrien anvendes hård PVC til rør som kloakrør, vandrør og tagrender samt til vinduesrammer. Eksempelvis er PVC-rammer generelt billigere end tilsvarende trærammer og mindre vedligeholdelseskrævende. Godt 80 procent af PVC bruges som hård PVC.
Blød PVC
Blød PVC har unikke mekaniske egenskaber. Fordi det er delkrystallinsk har det egenskaber, der minder om en relativt stiv gummi. I modsætning til gummi, der er en hærdeplast, er blød PVC en termoplast og derfor væsentligt nemmere (og billigere) at forarbejde.
Blød PVC finder anvendelse i bilindustrien, i sundhedsvæsenet (som slanger, katetre og mange andre medicinske utensilier), som gulvmaterialer (det er som regel blødgjort PVC, der er tale om, når et produkt sælges som ”vinyl”), som overfladebehandling af andre materialer og som beklædning (regntøj gummistøvler, coatede tekstiler, haveslanger og badeforhæng).
Blød PVC processeres ofte i form af plastisoler, som er PVC-partikler, der er suspenderet i en blødgører. Denne suspension bruges især, når det ønskede slutproduktet er en overfladebehandling af et andet materiale. Knap 20 procent af PVC indgår som komponent i blød PVC.
Klorindholdets betydning
Klorindholdet i PVC gør, at materialet i sig selv ikke kan brænde. Denne egenskab er attraktiv i en række sammenhænger. I biler og elektrisk isolering er det ofte et sikkerhedskrav, at de anvendte materialer brænder dårligt, og på disse områder finder PVC derfor stor anvendelse.
Klorindholdet betyder dog også, at PVC ikke er særlig varmebestandigt, da der kan fraspaltes hydrogenklorid. Dette problem kan delvis afhjælpes ved hjælp af additiver. Disse additiver er metalbaserede, og nogle af dem har været miljømæssigt problematiske bly- og cadmium-forbindelser. I Europa benyttes disse forbindelser ikke længere i nye materialer, men må forventes at findes i en række ældre PVC-holdige produkter.
Miljøforhold
PVC er og har været genstand for en række kontroverser i forhold til produktets miljøbelastning. Disse kontroverser knytter sig til forskellige forhold omkring PVC. Ved forbrænding kan klorindholdet eksempelvis føre til dannelse af dioxin og hydrogenklorid. Samtidig er vinylklorid, som PVC fremstilles af, en kræftfremkaldende gas. I sig selv er PVC uproblematisk og kan fx bruges i kontakt med levende væv. Blødgørerne, der anvendes i blød PVC, er dog kontroversielle på grund af deres potentielt hormonlignende egenskaber.
En ulykke på en kemikaliefabrik i 1976 i Italien førte til øget opmærksomhed på risikoen for, at afbrænding af PVC kan føre til dannelsen af soffet dioxin, som er meget giftigt og svært nedbrydeligt. Flere undersøgelser har medført, at der nu stilles krav til driften af forbrændingsanlæg, hvor PVC og andre klorholdige forbindelse forbrændes. Disse reguleringer anses for at have løst problemet med dioxinforurening fra affaldsforbrændingsanlæg.
Forbrænding af PVC giver også anledning til udviklingen af hydrogenkloridm som renses ud af røgen. Herved opstår der ekstra aske, som deponeres. Der er dog ikke international enighed om, hvordan PVC-affald bedst håndteres. I Danmark er der krav om at sortere PVC fra affaldsstrømmen, så det ikke bliver forbrændt og derved skaber ekstra aske. Reguleringen i andre lande (fx i Norden, bortset fra Danmark) stiller krav om forbrænding for at undgå PVC til deponi.
En plan om opførelsen af en PVC-fabrik ved Stigsnæs på Sydvestsjælland i 1970'erne gav anledning til samfundsmæssig debat om sikkerheden omkring et sådant anlæg. Debatten skyldtes først og fremmest monomeren vinylklorids giftighed og den dermed forbundne risiko ved produktionen og transporten af monomeren. I 2023 blev risikoen til virkelig ved en togulykke i Ohio, som førte til udslip af ca. 400 tons vinylklorid.
Blødgørere
PVC-blødgørere er kontroversielle pga. potentielle hormonlignende egenskaber. De er bl.a. mistænkt for at spille en rolle i forbindelse med faldene fertilitet.