Nhựa PVC là gì?

Nhựa PVC (Polyvinyl chloride) là một loại nhựa tổng hợp, được tạo thành từ các đơn vị vinyl chloride (C2H3Cl). Đây là một trong những loại nhựa phổ biến nhất, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Nhựa PVC có những đặc tính đáng chú ý, bao gồm độ cứng, độ bền, khả năng chống cháy, kháng hóa chất và có độ đàn hồi nhất định.

Với những tính chất đặc biệt này, nhựa PVC được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm ống nước, ống dẫn dầu, bộ phận cách điện, ống dẫn hơi, vật liệu cách nhiệt và cách âm, vật liệu xây dựng như tấm vách, cửa, ốp lát sàn, vật liệu cho nội thất và đồ nội thất, và nhiều ứng dụng khác.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng quá trình sản xuất và sử dụng nhựa PVC cũng có thể gây ra một số vấn đề về môi trường và sức khỏe công cộng, và việc sử dụng và xử lý nhựa PVC cần được thực hiện cẩn thận để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.

Thông thường ta có thể thấy những sản phẩm được chế tạo từ nhựa PVC, có nhiều màu sắc khác nhau, trong thực tế màu sắc tự nhiên của nó thường là màu trắng hoặc trong suốt. Các sản phẩm được chế tạo từ nhựa PVC mang nhiều màu sắc, do chúng được phối trộn các loại chất phụ liệu.

Lịch sử của nhựa PVC

Nhựa PVC ngày nay được sử dụng rất phổ biến, nếu bạn quan sát xung quanh có thể thấy, có thể thấy nhiều đồ vật được chế tạo từ vật liệu nhựa PVC, vậy có bao giờ bạn thắc mắc răng: Nhựa PVC được phát hiện ra khi nào? Ai là người tìm ra chúng?

Để trả lời cho những câu hỏi này, mình có tìm hiểu được nhựa PVC được phát triển dựa trên những giai đoạn sau:

Năm 1872: Eugen Baumann, một nhà hóa học người Đức, đã tạo ra PVC lần đầu tiên bằng cách chlory hóa vinyl chloride. Tuy nhiên, phát hiện này không được phát triển thương mại vào thời điểm đó.
Năm 1912: Giáo sư Friedrich Klatte, một nhà hóa học người Đức khác, đã phát triển một quy trình sản xuất nhựa PVC, để ứng dụng cho cho nhiều sản phẩm bao gồm đường ống nước, và nhiều vật dụng khác.
Những năm 1920: Các công ty Bayer và Borden, đã tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp sản xuất PVC. Công nghệ sản xuất PVC trở nên cải tiến hơn và giá thành sản xuất giảm đáng kể.
Năm 1950: Sự tăng trưởng nhanh chóng của ngành công nghiệp, đã tạo ra nhu cầu lớn đối với nhựa PVC. Công nghệ sản xuất nhựa PVC được cải tiến và ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như công nghiệp, xây dựng, đồ gia dụng và đồ chơi.

Đến nay, nhựa PVC vẫn là một trong những loại nhựa, phổ biến nhất trên thế giới. Công nghệ sản xuất đã được phát triển và cải tiến, tạo ra nhựa PVC với đặc tính và ứng dụng đa dạng, từ ống dẫn nước và ống dẫn điện cho đến lớp phủ cách nhiệt, bao bì, sàn nhà, ống dẫn khí, và nhiều ứng dụng khác.

Tính chất của nhựa PVC

Tính chất vật lý

Tính chất vật lý của nhựa PVC phụ thuộc vào thành phần và tỷ lệ phần trăm các chất được sử dụng để chế tạo loại nhựa đó. Khi có sự thay đổi nhỏ về thành phần nguyên liệu. Nhựa PVC sẽ có sự thay đổi về tính chất, Tuy nhiên chúng vẫn có những tính chất đặc trưng như sau:

Độ cứng: Độ cứng của nhựa PVC, được đo bằng thang đo Shore (Shore hardness) hoặc độ cứng Rockwell (Rockwell hardness). Độ cứng sẽ phụ thuộc vào từng loại vật liệu, để phù hợp để phù hợp với từng điều kiện làm việc cụ thể. Độ cứng của vật liệu này thường thấp hơn hơn độ cứng của nhiều loại hợp kim bao gồm đồng thau, hợp kim nhôm, thép,…
Độ dẻo: Độ dẻo của vật liệu được hình thành bằng cách thêm vào thành phần của vật liệu một số phụ gia nhất định. Độ dẻo dai của vật liệu làm cho nó trở nên linh hoạt hơn, trong điều kiện làm việc cụ thể.
Tỷ trọng: Tỷ trọng của PVC thường nằm trong khoảng từ 1,3 g/cm3 đến 1,45 g/cm3, tùy thuộc vào công thức phối trộn nguyên vật liệu, quy trình sản xuất.
Điểm nóng chảy: Điểm nóng chảy của PVC thường dao động trong khoảng từ 100°C đến 200°C, tùy thuộc vào thành phần và độ tinh khiết của nhựa.
Kháng UV: PVC có khả năng chống tác động của tia cực tím (UV), tuy nhiên, có thể cần sử dụng chất phụ gia UV để tăng cường khả năng chống UV của nhựa.
Độ kích thước ổn định: Vật liệu có độ ổn định kích thước tương đối tốt, kích thước tổng thể của sản phẩm sẽ không có sự thay đổi nhiều, trong một phạm vi nhiệt độ nhất định.
Tính dẫn điện, dẫn nhiệt: Nhựa PVC không dẫn điện và cách nhiệt rất tốt, vì vậy chúng được ứng dụng trong các công việc cách điện và cách nhiệt.

Tính chất hóa học

Tương tự như tính chất vật lý, tính chất hóa học của nhựa PVC cũng có sự khác biệt nhất định dựa trên thành phần và tỉ lệ phối trộn nguyên vật liệu.

Kháng hóa chất: PVC có khả năng kháng ăn mòn, chịu được nhiều chất hóa học khác nhau. Nó có độ bền cao khi tiếp xúc với axit, kiềm, dầu mỡ và dung môi thông thường.
Chống oxy hóa: Nhựa PVC có khả năng chống oxy hóa tốt, giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa diễn ra đối với nhựa PVC, tứ đó kéo dài vòng đời sử dụng của những sản phẩm, được chế tạo từ loại vật liệu này.
Tính hòa tan: PVC không hòa tan trong nước, tạo ra tính không thấm nước của nhựa. Tuy nhiên, nó có thể hòa tan trong một số dung môi hữu cơ như aceton, cyclohexan, toluen và các chất hữu cơ khác. Vì vậy trong quá trình sử dụng cần lưu ý không để, vật liệu tiếp xúc với những loại lưu chất trên.

Ưu điểm và nhược điểm của nhựa PVC

Ưu điểm

Độ bền: PVC có khả năng chống va đập và chịu lực tốt, giúp sản phẩm bền và đáng tin cậy.

Đa dạng ứng dụng: PVC có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm xây dựng, ô tô, y tế, đồ chơi và nhiều ngành công nghiệp khác.

Khả năng chống thấm: PVC không thấm nước và có khả năng chống thấm tốt, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng liên quan đến chất lỏng.

Dễ gia công: PVC dễ dàng được gia công, có thể được cắt, hàn, đúc, ép, và uốn dẻo, cho phép sản xuất các sản phẩm có hình dạng và kích thước đa dạng.

Kháng hóa chất: PVC có khả năng kháng hóa chất, đặc biệt là trong môi trường axit và kiềm.

Nhược điểm

Tác động môi trường: Quá trình sản xuất, sử dụng và xử lý nhựa PVC có thể gây ra tác động tiêu cực đến môi trường, bao gồm sự phát thải chất độc và khó phân hủy.
Chất phụ gia: Quá trình sản xuất PVC thường liên quan đến sử dụng các chất phụ gia, như phthalate và chất chống cháy, có thể gây ra mối quan ngại về an toàn và tác động đến sức khỏe.
Độ cứng: PVC tự nhiên có độ cứng khá cao. Điều này có thể là một hạn chế trong một số ứng dụng yêu cầu tính đàn hồi cao hoặc mềm mại.
Dẻo: PVC có khả năng dẻo tương đối, nhưng nó cần sử dụng phụ gia plasticizer để làm mềm và tăng tính đàn hồi. Sự sử dụng quá mức plasticizer có thể gây ra sự thay đổi về tính chất và dẻo của PVC.
Khả năng cháy: PVC không chống cháy mặc định và có khả năng tự cháy. Điều này yêu cầu sự sử dụng chất chống cháy hoặc các biện pháp bảo vệ cháy phù hợp để đảm bảo an toàn.

Ứng dụng của PVC

Nhựa PVC được ứng dụng trong nhiều hệ thống và điều kiện làm việc nhất định, Kể tù khi vật liệu này được phát hiện, cho đến nay chúng đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, là loại vật liệu đóng vai trò không thể thay thế, trong nhiều công việc nhất định.

Một số ứng dụng của nhựa PVC có thể kể đến như:

Ống và hệ thống ống: PVC được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất ống nước, ống thoát nước, ống dẫn khí, van bướm nhựa PVC, các loại phụ kiện kết nối,… Độ bền, tính linh hoạt và khả năng chống ăn mòn của PVC, làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng này.
Vật liệu xây dựng: Trong lĩnh vực xây dựng vật liệu PVC được sử dụng, để chế tạo đồ nội thất, chế tạo các tấm ngăn, tấm ốp trần nhà, chế tạo đồ trang trí,… Những ứng dụng trên đến từ độ linh hoạt, sự bền bỉ và dễ gia công của vật liệu.
Công nghiệp ô tô: PVC được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, để sản xuất các thành phần như ống dẫn nhiên liệu, vỏ đèn, bộ phận cách âm và cách nhiệt, vòng bi và các linh kiện khác. PVC có khả năng chịu được điều kiện khắc nghiệt và có thể được gia công thành nhiều hình dạng khác nhau.

Trên đây chỉ là một số ví dụ về ứng dụng của nhựa PVC, nhưng thực tế nó được sử dụng rất đa dạng và có mặt trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Xem thêm vật liệu thép không gỉ.