دليل شامل لخصائص راتنج كلوريد البولي فينيل (PVC)
راتينج بولي فينيل كلوريد (PVC) هو بوليمر حراري يتم إنتاجه عن طريق بلمرة الجذور الحرة لمونومر كلوريد الفينيل (VCM) تحت تأثير محفز. صيغته الكيميائية هي —[CH₂—CHCl]ₙ—، ورقم CAS الخاص به هو 9002-86-2.
PVC هو ثالث أكبر بوليمر بلاستيكي صناعي في العالم من حيث حجم الإنتاج (بعد البولي إيثيلين والبولي بروبيلين)، مع قدرة إنتاج سنوية عالمية تبلغ حوالي 58 مليون طن، منها راتينج نقي (الشكل الأساسي) يمثل حوالي 40 مليون طن سنويًا (IndexBox، 2024). يتم إنتاج PVC صناعيًا بوزن جزيئي يتراوح بين 50,000 إلى 120,000، ويتميز ببنية غير متبلورة ودرجة منخفضة من التشعب.
الذوبانية ومقاومة المواد الكيميائية: يتميز PVC بضعف الذوبانية، حيث إنه غير قابل للذوبان في الماء، الإيثانول، البنزين، ومونومر كلوريد الفينيل؛ وهو قابل للذوبان فقط في عدد قليل من المذيبات العضوية القطبية مثل سيكلوهكسانون، رباعي هيدرو الفوران (THF)، ثنائي كلورو الإيثان، وثنائي ميثيل فورماميد (DMF). كما أنه قابل للذوبان في أنظمة المذيبات المختلطة مثل الأسيتون-ثنائي كبريتيد الكربون أو الأسيتون-البنزين (تستخدم في غزل ألياف الكلوروفايبر).
PVC غير قابل للذوبان في حمض الهيدروكلوريك، الإيثرات، أو الكحوليات—على العكس، يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل ضد الأحماض، القلويات، والأملاح مثل حمض الهيدروكلوريك (أي تركيز)، حمض الكبريتيك (أقل من 90%)، حمض النيتريك (أقل من 50–60%)، وهيدروكسيد الصوديوم (أقل من 20%) في درجة حرارة الغرفة. تقل استقراره الكيميائي مع زيادة درجة حرارة التشغيل.
مقاومة اللهب: تحتوي سلسلة جزيئات PVC على حوالي 56.8% من الكلور (الوزن الذري للكلور 35.5 / الوزن الجزيئي للجزء السلسلي 62.5)، مما يمنحه خصائص طبيعية مقاومة للهب وقابلة للإطفاء الذاتي. يمكن أن تصل قيمة مؤشر الأكسجين المحدود (LOI) إلى أكثر من 40، وينطفئ ذاتيًا عند إزالته من اللهب، ولا يتطلب أي مواد إضافية مقاومة للهب.
العزل الكهربائي: يتميز PVC بخصائص عازلة ممتازة، مقاومة حجمية عالية، وثابت عازل يبلغ حوالي 3.0–4.0، مما يجعله مادة عزل كهربائية منخفضة الجهد ممتازة تُستخدم على نطاق واسع في طبقة العزل وغلاف الأسلاك والكابلات.
الخصائص الميكانيكية: يتميز PVC الصلب بقوة شد تبلغ حوالي 60 ميجا باسكال وقوة تأثير تبلغ 5–10 كيلوجول/م². إنه صلب ولكنه هش. يمكن تحسين المتانة بشكل كبير عن طريق إضافة معدلات تأثير (مثل CPE وACRs القائمة على الأكريلات).
عملية البلمرة ومسار المواد الخام
هناك ثلاث عمليات بلمرة رئيسية لإنتاج PVC الصناعي:
بلمرة التعليق (SPVC): هذه هي العملية الأكثر أهمية، حيث تمثل حوالي 80% من إنتاج PVC العالمي. يتم تعليق وتوزيع VCM في وسط مائي على شكل قطرات (حجم الجسيمات 50–250 ميكرومتر).
يتم بدء عملية البلمرة بواسطة محفز قابل للذوبان في الزيت (بيروكسيد عضوي أو مركب أزو) عند درجة حرارة بلمرة تتراوح بين 45–65℃. يتم تحديد درجة البلمرة (600–1600) بشكل رئيسي بواسطة درجة حرارة التفاعل، ويتم تعديل معدل البلمرة بواسطة كمية المحفز. تتحكم عوامل التشتت (مثل كحول البولي فينيل وميثيل السليلوز الهيدروكسي بروبيل) في شكل جسيمات الراتينج.
بلمرة المستحلب (EPVC/راتينج المعجون): إنتاجية حوالي 10%، حجم جسيمات دقيقة، مساحة سطح كبيرة، مناسبة لتطبيقات راتينج المعجون مثل طلاء الجلد الصناعي، القفازات المغطسة، والألعاب.
بلمرة الكتلة: خالية من المذيبات والماء، نقاء المنتج عالي، ولكن الإنتاجية أقل.
هناك مساران رئيسيان للمواد الخام لتحضير مونومرات VCM:
|
المسار |
المواد الخام |
خصائص العملية |
مجالات التطبيق الرئيسية |
|
عملية أكسدة الإيثيلين بالكلور |
البترول → الإيثيلين → EDC → VCM |
استخدام عالي للكلور، نفايات منخفضة، استثمار عالي |
التيار الرئيسي عالميًا (أوروبا، أمريكا، اليابان، كوريا الجنوبية) |
|
عملية الأسيتيلين من كربيد الكالسيوم |
الفحم → كربيد الكالسيوم → الأسيتيلين → VCM |
عملية بسيطة، استثمار منخفض، ولكن استهلاك طاقة عالي، تتضمن محفزات الزئبق |
الطريقة السائدة في الصين (غنية بالفحم وفقيرة في موارد النفط) |
منصتنا تربط مئات من الموردين الكيميائيين الصينيين المعتمدين بالمشترين حول العالم، مما يعزز المعاملات الشفافة، وفرص الأعمال الأفضل، والشراكات ذات القيمة العالية. سواء كنت تبحث عن سلع بالجملة، مواد كيميائية خاصة، أو خدمات شراء مخصصة، فإن TDD-Global جديرة بأن تكون خيارك الأول.
