PVC - Polyvinylchlorid

Polyvinylchlorid (PVC) je třetím nejpoužívanějším plastem na Zemi, hned po polyethylenu a polypropylenu. Poprvé byl syntetizován roku 1935. Není rozpustný ve vodě, v olejích ani v koncentrovaných anorganických kyselinách a zásadách. 57 % jeho molekulové hmotnosti tvoří samotný chlór, 43 % ethen.

Výroba a struktura

Polymerace PVC a jeho struktura

Základní surovinou pro výrobu PVC je vinylchlorid monomer (VCM – těkavý, jemně nasládlý plyn, teplota varu-13,9 °C), vzniklý obvykle rozkladem 1,2-dichlorethanu (starší postupy vycházely z acetylenu a HCl). Jeho polymerací do řetězců, jen částečně se rozvětvujících, vzniká bílý prášek nebo granulát.

Struktura DEHP, běžného změkčovadla PVC

Samotný polymer se poté mísí s různými přísadami, které zlepšují jeho vlastnosti v tom kterém směru podle cílového použití. Těmito přísadami jsou především plniva (např. křída), stabilizátory (pro zvýšení tepelné stability a odolnosti vůči ultrafialovému i tepelnému záření), změkčovadla (pro lepší manipulaci), maziva (pro lepší zpracovatelnost) atd.

Inzerce

Jako stabilizátory se dříve používaly i těžké kovy (kadmium, olovo) či organické sloučeniny cínu, ale (i v důsledku evropské politiky REACH) byly většinou nahrazeny přísadami na bázi ekologického vápníku.

Jako změkčovadla se zpravidla používají ftaláty (např. DEHP).

Použití

Důvodem značného rozšíření PVC je poměrně snadná a tedy levná výroba jak základního vinylchloridu, tak významné užitné vlastnosti jeho polymeru – snadná zpracovatelnost prakticky všemi základními postupy (válcováním, vytlačováním, vstřikováním, vyfukováním, vakuovým tvarováním atd.), schopnost želatinace s různými změkčovadly, značná chemická a biologická odolnost až netečnost, dobrá tepelná odolnost.

Neměkčené PVC (známé též jako novodur®) se využívá pro „tvrdé“ výrobky, u kterých je žádoucí tvarová stálost po celou dobu životnosti – jde o trubky, profily, desky, nádoby apod. Měkčené PVC (známé též jako novoplast®) je využíváno pro výrobky polotuhé až elastické – fólie (nesprávný obecný název „igelit“), ochranné rukavice, kabely, podlahové krytiny (nesprávný obecný název „linoleum“), hadice, dýchací masky, zdravotnické vaky apod. Ochranná známka pro označení novoplast byla zaregistrována 5. 3. 1952 a pro označení novodur 2. 6. 1971, obě dvě vlastní a.s. Fatra Napajedla.

Více než polovina z celosvětově vyráběného množství PVC se používá ve stavebnictví, kde masově nahrazuje tradiční stavební materiály jako dřevo, beton či hlínu. PVC má totiž prakticky ideální stavební vlastnosti jako snadno zpracovatelný a přitom odolný materiál pro odpadová potrubí, okenní a dveřní rámy, podlahovou a střešní krytinu apod.

Rizika při výrobě, používání a likvidaci

Při výrobě může do prostředí uniknout jak toxický prvek chlór, tak primární Vinylchlorid monomer, jenž je karcinogenem vyvolávajícím zvláštní typ rakoviny jater (angiosarkom). Výrobu polyvinylchloridu doprovází vznik dioxinů, které patří mezi rizikové toxické látky. Příkladem úniku do prostředí v českých podmínkách mohou být havárie ve Spolaně Neratovice, jediné české továrně, která vyrábí polyvinylchlorid.

Samotné PVC výrobky lze při správném zacházení považovat za neškodné, stejně jako každý jiný plastový výrobek. To, že se některé přísady a změkčovadla mohou z výrobků uvolňovat do prostředí a v důsledku mohou narušit například endokrinní soustavu, totiž není výsadou pouze PVC a navíc závisí na podmínkách – zejména pak teplotě okolí.

Zásadním problémem PVC jsou však jeho požárně-technické vlastnosti, neboť není nehořlavé, ale pouze samozhášivé (tj. nehoří bez přímé vnější iniciace, při odstranění vnějšího plamene samo uhasne). V podmínkách požáru však při jeho tepelném rozkladu vzniká chlorovodík, který je již při koncentraci 0,008 mg/l zdraví nebezpečný. Při reakci s vodní parou ve vzduchu tvoří koncentrovanou kyselinu chlorovodíkovou, jež působí korozivně na kovové konstrukce a elektrické obvody. Z tohoto důvodu například musejí být v prostorách se zvýšeným nebezpečím požáru a ve shromaždištích většího množství osob použity elektrické kabely bez PVC, aby se z nich v případě požáru neuvolňovaly nebezpečné plyny.

Dochází-li k likvidaci PVC spalováním bez řádně přizpůsobené technologie, mohou být součástí emisíi nežádoucí vedlejší produkty spalování, které jsou toxické, karcinogenní nebo jinak škodlivé látky jako chlorovodík, hexachlorbenzen, polychlorované bifenyly, furany a dioxiny.

Naopak velmi přínosná je téměř úplná recyklovatelnost odpadů, vzniklých z termoplastického PVC. Lze je totiž poměrně snadno rozdrtit a po přetavení použít do nového výrobku, čehož využívají například výrobci střešních krytin, zahradních prvků apod. PVC výrobky z recyklátu jsou totiž téměř o polovinu materiálově i energeticky méně náročné než výrobky z primárního PVC.

Související články