Il PVC (cloruro di polivinile o polivinilcloruro) è una delle materie plastiche di maggior consumo al mondo. Sviluppato nel 1930 in Germania, il PVC-U (cloruro di polivinile rigido - non plastificato) viene ottenuto attraverso il processo di polimerizzazione del monomero di cloruro di vinile.
Caratteristiche e Proprietà del PVC
Il PVC è una delle materie plastiche più versatili, più economiche e più diffuse. Le proprietà di questo materiale termoplastico amorfo sono fortemente variabili a seconda degli additivi utilizzati. Può essere rigido e tenace (RPVC) utilizzato ad esempio nelle condutture dell'acqua, o flessibile utilizzato in applicazioni di tessuto.
- Struttura: Il PVC ha una struttura amorfa, presenta un'elevata solidità e un elevato modulo di elasticità.
- Resistenza chimica: Generalmente inerte alla maggior parte delle soluzioni di acidi, alcoli e sali, ed idrocarburi paraffinici/alifatici.
- Isolamento elettrico: Ha ottime caratteristiche elettriche, soprattutto nel campo delle basse tensioni e basse frequenze.
- Impermeabilità: Impermeabile ai liquidi, ai gas e ai vapori.
- Stabilità: Materiale stabile e inerte, importante per tutti gli usi in cui l’igiene è una priorità, come nel settore medicale.
- Resistenza meccanica: Il tipo rigido (senza plastificante) ha un’elevata resistenza meccanica, rigidità e durezza.
- Resistenza alla combustione: Presenta notevoli caratteristiche di resistenza alla combustione; la fiamma si innesca a 399°C e persiste solo in condizioni estreme.
Limitazioni
Se ne sconsiglia l’utilizzo nel trasporto dei composti organici polari inclusi vari tipi di solventi clorurati ed aromatici. Le caratteristiche di isolamento elettrico sono soddisfacenti per il tipo rigido, mentre non è gran ché la resistenza alla corrente strisciante. Non è comunque idoneo per gli impieghi in tecnologia ad elevata frequenza, data la tendenza ad elevate perdite dielettriche (anche nel tipo plastificato).
Additivi
Per un utilizzo appropriato, alla resina PVC vanno aggiunti additivi (stabilizzanti, lubrificanti, antiurto, anti-UV, cariche, se necessario plastificanti): si ottiene quindi un compound (in forma di dry-blend semplicemente miscelato o di granulo estruso) altamente versatile che può essere lavorato con tutti i processi di trasformazione.
Resistenza al Calore del PVC
La resistenza al calore del PVC è una caratteristica cruciale che fa la differenza in diverse situazioni. La temperatura di esercizio del PVC è compresa tra - 10°c e + 60°c. Fino a temperature di 60°c il PVC rigido è stabile alla maggior parte degli acidi diluiti o concentrati. Il PVC rigido resiste fino a circa + 60°C.
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La plastica esposta a temperature elevate può subire una serie di trasformazioni. Inizialmente, la plastica diventa più flessibile a causa del calore. Se la temperatura continua a salire, il materiale può iniziare a degradarsi, con il rischio di screpolature, deformazioni e cambiamenti nella struttura chimica. Per evitare danni, quindi, è importante utilizzare plastica resistente al calore oppure proteggere gli oggetti dall’esposizione prolungata al sole e alle alte temperature.
In generale, la plastica comincia a mostrare segni di deformazione a partire da temperature di 50 gradi Celsius, corrispondenti a 122 gradi Fahrenheit. Tuttavia, questa soglia può variare considerevolmente in base alla composizione chimica.
PVC e Rilascio di Sostanze Chimiche
Quando la plastica è sottoposta a riscaldamento, può rilasciare sostanze chimiche dannose nell’aria. D’altra parte, oggi i rischi sono notevolmente ridotti da controlli e normative in vigore. Per esempio, la UE nel 2015 ha vietato tutti gli additivi del PVC potenzialmente nocivi per la salute.
Applicazioni del PVC
Gli utilizzi del PVC sono innumerevoli, per aggiunta di prodotti plastificanti può essere modellato per stampaggio a caldo nelle forme desiderate. Il PVC rappresenta una fra le soluzioni economicamente più valide per risolvere i problemi che si incontrano nel trasporto dei fluidi corrosivi industriali, e nella distribuzione trattamento delle acque in genere.
Il PVC è generalmente inerte alla maggior parte delle soluzioni di acidi, alcoli e sali, ed idrocarburi paraffinici/alifatici, mentre se ne sconsiglia l’utilizzo nel trasporto dei composti organici polari inclusi vari tipi di solventi clorurati ed aromatici. Può essere ridotto a pellicola oppure a liquido con cui vengono spalmati tessuti o rivestite superfici, serbatoi, valvole, rubinetti, vasche e fibre tessili artificiali.
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Il PVC viene considerato stabile e sicuro nelle applicazioni a temperatura ambiente. Risulta essere molto sensibile alla luce e al calore; questi hanno su di esso un effetto degradativo che si manifesta dapprima con l'ingiallimento e (a temperature più elevate, di circa 180 °C) con la decomposizione dalla quale si libera acido cloridrico.
Di seguito sono elencati i principali settori applicativi del PVC:
- tubi per edilizia (per acqua potabile, per scarico, grondaie e pluviali)
- raccordi e valvole (in pressione e non)
- profili finestra
- profili tecnici (per interni ed esterni)
- flaconi per imballaggio (cosmetica/detergenza/alimenti/farmaceutica)
- medicale (sacche, tubi, accessori)
- tubi flessibili e spiralati (uso alimentare e tecnico)
- cavi elettrici (isolamento e guaina)
- pavimenti vinilici
- pellicola rigida e plastificata per imballi e cartotecnica
- dischi in vinile
- teloni e guaine di impermeabilizzazione per strutture e automezzi
- attrezzature sportive e tempo libero
Tecnologie di Trasformazione
- Estrusione rigida o plastificata
- Iniezione rigida, semi-rigida o plastificata
- Iniezione-soffiaggio
- Estrusione-soffiaggio
- Termoformatura
- Stampaggio rotazionale
- Incapsulamento
- Calandratura
PVC: Aspetti Economici
Nel 2021, l’industria del PVC ha prodotto ricavi per un valore di circa 78,90 miliardi di dollari; dovrebbe raggiungere circa i 101,45 miliardi di dollari entro il 2028.
Tabella delle Proprietà del PVC
| Proprietà | Valore |
|---|---|
| Densità standard | 1,37 - 1,43 g/cm3 |
| Temperatura di fusione (Tm) | 185-195 °C |
| Temperatura di transizione vetrosa (Tg) | 81-87 °C |
| Temperatura di esercizio | - 10°c e + 60°c |
Conclusioni
Il PVC è una materia plastica versatile ed economica con un’ampia gamma di applicazioni. La sua resistenza al calore è limitata, ma può essere migliorata con l’aggiunta di additivi. È importante considerare la resistenza al calore del PVC quando si sceglie un materiale per un’applicazione specifica. Inoltre, è importante utilizzare PVC che sia stato prodotto in conformità con le normative di sicurezza per evitare il rilascio di sostanze chimiche dannose.
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