Creative Mechanisms Blog

Wat is Polyvinyl Chloride (PVC), en waarvoor wordt het gebruikt?

Polyvinylchloride (pvc) is wereldwijd één van de meest gebruikte thermoplastische polymeren (naast slechts enkele meer gebruikte kunststoffen zoals PET en P.P.). Het is een van nature witte en zeer brosse (vóór de toevoeging van weekmakers) kunststof. PVC bestaat al langer dan de meeste kunststoffen, voor het eerst gesynthetiseerd in 1872 en commercieel geproduceerd door B.F. Goodrich Company in de jaren 1920. Ter vergelijking: veel andere gangbare kunststoffen werden pas in de jaren 1940 en 1950 voor het eerst gesynthetiseerd en commercieel levensvatbaar gemaakt. Het wordt het meest gebruikt in de bouwindustrie en wordt ook gebruikt voor uithangborden, toepassingen in de gezondheidszorg en vezels voor kleding. PVC werd tweemaal bij toeval ontdekt, eenmaal in 1832 door de Franse scheikundige Henri Victor Regnault, en vervolgens herontdekt in 1872 door een Duitser genaamd Eugene Baumann.

De basisvormen en functies van Polyvinyl Chloride (PVC)

PVC wordt in twee algemene vormen geproduceerd: een hard of ongeplastificeerd polymeer (RPVC of uPVC), en de tweede als een soepele kunststof. In zijn basisvorm wordt PVC gekenmerkt door zijn stijve maar brosse structuur. Terwijl de week gemaakte versie diverse toepassingen kent in verschillende industrieën, heeft de harde versie van PVC ook zijn deel van de toepassingen. De industrieën zoals loodgieterij, riolering, en landbouw kunnen hard pvc in vele functies gebruiken.

Flexibel, geplastificeerd, of gewoon PVC is zachter en beter buigbaar dan PVC door de toevoeging van weekmakers zoals ftalaten (b.v. diisononylftalaat of DINP). Soepel PVC wordt vaak gebruikt in de bouw als isolatie voor elektrische draden of in vloerbekleding voor huizen, ziekenhuizen, scholen en andere gebieden waar een steriele omgeving een prioriteit is. In sommige gevallen kan PVC fungeren als een effectieve vervanging voor rubber. Hard PVC wordt ook gebruikt in de bouw als een pijp voor loodgieterswerk en gevelbekleding, in de Verenigde Staten gewoonlijk aangeduid met de term “vinyl”. De pijp van pvc wordt vaak bedoeld door zijn “programma” (b.v., Programma 40 of Programma 80). De significante verschillen tussen de schema’s omvatten dingen zoals muurdikte, drukclassificatie, en color.

Sommige van de belangrijkste kenmerken van het plastiek van pvc omvatten zijn vrij lage prijs, zijn weerstand tegen milieudegradatie (evenals tegen chemische producten en alkali), hoge hardheid, en opmerkelijke treksterkte voor plastiek in het geval van stijf pvc. PVC blijft op grote schaal beschikbaar, wordt vaak gebruikt en is gemakkelijk recycleerbaar (gecategoriseerd door de harsidentificatiecode “3”).

Wat zijn de eigenschappen van Polyvinyl Chloride (PVC)?

Enkele van de belangrijkste eigenschappen van Polyvinyl Chloride (PVC) zijn:

1. Dichtheid: PVC is zeer dicht in vergelijking met de meeste kunststoffen (soortelijk gewicht ongeveer 1,4)
2. Economische aspecten: PVC is gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop.
3. Hardheid: Hard PVC scoort goed op hardheid en duurzaamheid.
4. Sterkte: Rigid PVC heeft een uitstekende treksterkte.

Polyvinyl Chloride is een “thermoplastisch” (in tegenstelling tot “thermohardend”) materiaal, wat te maken heeft met de manier waarop het plastic op warmte reageert. Thermoplastische materialen worden vloeibaar bij hun smeltpunt (een bereik voor PVC tussen de zeer lage 100 graden Celsius en hogere waarden zoals 260 graden Celsius, afhankelijk van de additieven). Een belangrijke nuttige eigenschap van thermoplasten is dat zij tot hun smeltpunt kunnen worden verhit, afgekoeld, en opnieuw verhit zonder significante degradatie. In plaats van te verbranden, worden thermoplasten zoals polypropyleen vloeibaar, zodat ze gemakkelijk kunnen worden gespuitgiet en vervolgens gerecycleerd. Thermohardende kunststoffen daarentegen kunnen slechts één keer worden verhit (meestal tijdens het spuitgietproces). De eerste verhitting zorgt ervoor dat thermohardende materialen zich zetten (vergelijkbaar met een 2-componenten epoxy), wat resulteert in een chemische verandering die niet kan worden teruggedraaid. Als u zou proberen een thermohardende kunststof een tweede keer tot een hoge temperatuur te verhitten, zou deze alleen maar verbranden. Dit kenmerk maakt thermohardende materialen slechte kandidaten voor recycling.

Waarom wordt Polyvinyl Chloride (PVC) zo vaak gebruikt?

PVC biedt een grote verscheidenheid aan toepassingen en voordelen in meerdere industrieën, zowel in zijn harde als in zijn soepele vorm. In het bijzonder bezit het stijve pvc een hoge dichtheid voor plastiek, makend het uiterst hard en over het algemeen ongelooflijk sterk. Het is ook gemakkelijk beschikbaar en economisch, wat, gecombineerd met de duurzame kenmerken van de meeste plastieken, tot het een gemakkelijke keus voor vele industrià “le toepassingen zoals construction.

PVC heeft een uiterst duurzame aard en lichtgewicht, makend tot het een aantrekkelijk materiaal voor bouw, loodgieterswerk, en andere industrià “le toepassingen. Bovendien maakt het hoge chloorgehalte het materiaal vuurbestendig, een andere reden waarom het zo’n populariteit heeft verworven in verschillende industrieën.

Wat zijn de verschillende soorten PVC?

Polyvinylchloride is op grote schaal verkrijgbaar in twee brede categorieën: stijf en flexibel. Elk type heeft zijn eigen voordelen en ideale toepassingen voor verschillende industrieën. Soepel PVC kan dienen als isolatie voor elektrische kabels en als rubberalternatief. Hard PVC heeft verschillende toepassingen in de bouw en loodgieterswerk, waardoor het een lichtgewicht, kosteneffectief en duurzaam materiaal is om te gebruiken.

Hoe wordt PVC gemaakt?

Polyvinylchloride wordt gemaakt met behulp van een van de drie emulsieprocessen:

1. Suspensie polymerisatie
2. Emulsie polymerisatie
3. Bulk polymerisatie

Polyvinyl Chloride voor Prototype Ontwikkeling op CNC Machines, 3D Printers, & Injectie Molding Machines

Twee belangrijke kwesties zijn het werken met PVC dat het relatief problematisch maakt en niet algemeen aanbevolen voor gebruik door niet-professionals. De eerste is de emissie van giftige en corrosieve gassen bij het smelten van het materiaal. Dit gebeurt in meer of mindere mate bij 3D-printen, CNC-bewerking en spuitgieten. Wij raden aan de MSDS-gegevensbladen voor verschillende gechloreerde koolwaterstofgassen zoals chloorbenzeen te bekijken en het productieproces te bespreken met een professionele fabrikant. Ten tweede is er de corrosieve aard van PVC. Dit is problematisch wanneer PVC herhaaldelijk in contact komt met metalen spuitmonden, snijders, of vormgereedschappen gemaakt van een ander materiaal dan roestvrij staal of een ander vergelijkbaar corrosiebestendig metaal.

3D Printing:

Polyvinylchloride is beschikbaar in filamentvorm als een plastic lasstaaf (het materiaal dat wordt gebruikt voor lassen), maar het is momenteel niet retrofit voor specifiek gebruik in 3D-printen. Hoewel er een groeiend aantal kunststoffen en kunststof vervangers beschikbaar zijn voor 3D printen, zijn veruit de twee meest voorkomende nog steeds ABS en PLA. Bij Creative Mechanisms 3D printen we meestal met ABS. Voor een lijst met redenen waarom en het vergelijken van de twee meest voorkomende 3D printing kunststoffen (ABS en PLA) voor 3D printen, lees hier.

Het grootste probleem met PVC voor 3D printen is de corrosieve aard (mogelijk de functionaliteit van typische machines in gevaar brengen als het over een langere periode zou worden gebruikt). Een interessante kickstarter ontwikkelde een PVC capabele 3D printen nozzle (extruder hoofd) naar voren gebracht door ingenieur en ondernemer Ron Steele die helaas gesloten zonder genoeg belangstelling in 2014. U kunt de inleidende pitch (video) hier bekijken:

CNC Bewerking:

Polyvinylchloride kan worden gesneden op een CNC-machine, maar elke machinist die het heeft geprobeerd, heeft waarschijnlijk degradatie in de frees ervaren, afhankelijk van het materiaal waarvan het is gemaakt. PVC is corrosief en schurend, en snijders die niet van roestvrij staal of een vergelijkbaar corrosief bestendig materiaal zijn gemaakt, zullen na verloop van tijd waarschijnlijk verslechteren.

Injection Molding:

Polyvinylchloride kan net als andere kunststoffen worden geïnjecteerd, maar chloor in het materiaal bemoeilijkt het proces. Dit komt omdat gesmolten PVC een corrosief, giftig gas kan afgeven. Daarom moeten winkels uitgerust zijn met goede ventilatiesystemen. Degenen die dat niet hebben, zullen waarschijnlijk aarzelen om met het materiaal te werken. Bovendien zijn unieke corrosiebestendige materialen zoals roestvrij staal of chroomplateren vereist voor het matrijsgereedschap bij het spuitgieten van PVC-kunststof. De krimp in pvc neigt om tussen één en twee percenten te zijn. Het kan nog varià “ren gebaseerd op verscheidene factoren, met inbegrip van materià “le durometer (hardheid), poortgrootte, holdingsdruk, holdingstijd, smeltingstemperatuur, de dikte van de vormwand, vormtemperatuur, en het percentage en het type additives.

Is pvc Toxic?

PVC kan een gezondheidsgevaar opleveren wanneer het wordt verbrand aangezien het waterstofchloridedampen (HCl) uitzendt. In toepassingen waar de kans op brand groot is, wordt soms de voorkeur gegeven aan pvc-vrije elektrische draadisolatie. Dampen kunnen ook vrijkomen bij het smelten van het materiaal (zoals tijdens het maken van prototypes en fabricageprocessen zoals 3D-printen, CNC-verspaning en spuitgieten). We raden aan om de Material Safety Data Sheets (MSDS) voor verschillende gechloreerde koolwaterstofgassen zoals chloorbenzeen te bekijken en het productieproces met een professionele fabrikant te bespreken.

Wat zijn de voordelen van Polyvinyl Chloride?

PVC biedt industrieën een reeks kritieke voordelen die zijn plaats als een van de meest populaire en wijd gebruikte kunststoffen op de markt hebben gecementeerd. Deze voordelen omvatten:

1. Polyvinyl Chloride is gemakkelijk beschikbaar en vrij inexpensive.
2. Polyvinyl Chloride is zeer dicht en zo zeer hard en verzet zich tegen effectmisvorming zeer goed in verhouding tot andere plastieken.
3. Polyvinyl Chloride heeft een uitstekende treksterkte.
4. Polyvinyl Chloride is zeer goed bestand tegen chemicaliën en alkali.

PVC’s voordelen hielpen zijn plaats als een van de meest gebruikte kunststoffen over de hele wereld te stollen. Maar hoewel het op grote schaal effectief en populair is, moet u rekening houden met een aantal factoren bij het gebruik van het materiaal.

Wat zijn de nadelen van Polyvinyl Chloride?

Hoewel PVC een groot aantal voordelen heeft die het een wenselijk materiaal maken om mee te werken, zijn er enkele redenen om voorzichtig te zijn. De nadelen waarmee u rekening moet houden bij het gebruik van PVC zijn:

1. Polyvinylchloride heeft een zeer slechte hittestabiliteit. Daarom worden tijdens de productie meestal additieven aan het materiaal toegevoegd die het materiaal bij hogere temperaturen stabiliseren.
2. Polyvinylchloride stoot giftige dampen uit wanneer het wordt gesmolten of aan een brand wordt blootgesteld.

Hoewel er enkele tekortkomingen zijn, is Polyvinylchloride over het algemeen een uitstekend materiaal. Het heeft een unieke combinatie van kwaliteiten die het bijzonder nuttig maken voor de bouw. Door nota te nemen van de tekortkomingen van het materiaal en deze te onderkennen, kunt u effectief navigeren en compenseren, zodat u het materiaal effectief kunt gebruiken in uw komende projecten.

Wat zijn de eigenschappen van Polyvinyl Chloride?

*Bij standaardtoestand (bij 25 °C (77 °F), 100 kPa)