(Translated by https://www.hiragana.jp/)
polyvinylklorid – Store norske leksikon
PVC

PVC-plast. Produksjon av plastfolie.

PVC
Av .
Lisens: CC BY SA 2.0

Polyvinylklorid er råstoff for PVC-plast, som er en av de mest brukte av alle typer plast.

Faktaboks

Uttale
pˈoly-vinˈyl-klorˈid
Også kjent som

PVC

Polyvinylklorid brukes blant annet i rør, flasker, beholdere, tapet, byggpanel, gummistøvler, presenninger og som kabelisolasjon.

Polyvinylklorid er en polymer. Det vil si at det er en enkelt enhet, en monomer, som er festet til andre helt like monomerer svært mange ganger i en kjede. I polyvinylklorid er monomeren vinylklorid.

Bruk

Dette symbolet viser at plasten er polyvinylklorid og at den kan gjenvinnes.

Polyvinylklorid blir brukt i flere ulike varianter. Ofte polymeriserer man vinylklorid sammen med andre stoffer slik at det dannes kopolymerer, det vil si at de har to eller flere forskjellige monomerer.

Kopolymerer med polyvinylkloridacetat eller propylen er stabile og kan lett bearbeides. De to tilleggsstoffene fungerer som indre myknere. Slike kopolymerer blir brukt til LP-plater, gulvbelegg, formblåste produkter, lakker med mer.

Kopolymerer med akrylnitril og vinylidenklorid brukes i fremstilling av fibre.

Såkalt etterklorert PVC brukes til varmtvannsrør, lim, kjemikalieresistente lakker og fibre.

Polyvinylklorid blir også blandet med andre polymerer som nitrilgummi, ABS-plast, klorert polyetylen og etylen-vinylacetatkopolymerer, særlig for å øke slagfastheten.

Egenskaper

Rent polyvinylklorid er hardt og glassklart. Tettheten er 1,4 g/cm³. Materialet mykner ved 70–80 °C.

Det er selvslukkende og svært bestandig mot syrer, fett og mineraloljer. Dersom det er tilsatt mykner, kan det være brennbart. Mykneren kan, bortsett fra spesielle polymere typer, ekstraheres av oljer.

Fremstilling

Polyvinylklorid produseres ved friradikalpolymerisasjon av vinylklorid (CH2=CHCl).

Polyvinylklorid fremstilles ved å la molekyler av vinylklorid (\(\ce{CH2=CHCl}\)) reagere med hverandre og danne lange molekylkjeder (polymerer).

Denne prosessen begynner med at en katalysator, som for eksempel et peroksid, blir spaltet og danner radikaler. Et slikt radikal er veldig reaktivt, og vil kunne åpne dobbeltbindingen i vinylklorid og på denne måten binde seg til molekylet. Samtidig vil den motsatte enden av det nye molekylet ha et ledig valenselektron, som kan bryte opp dobbeltbindingen i et annet vinylklorid-molekyl, og dermed danne en ny binding med dette. På denne måten fortsetter oppbyggingen av en lang kjede av monomerer.

Denne typen polymerisasjon kalles friradikalpolymerisasjon, fordi man bruker en katalysator til å danne et radikal for å igangsette polymerisasjonen. Mye av dagens PVC fremstilles ved suspensjonspolymerisasjon, men masse- og emulsjonspolymerisasjon også er mye brukt.

Ved hjelp av mykner kan polyvinylklorid ha varierte egenskaper, fra et bløtt, nesten gummiaktig myk-PVC til et hardt, nesten myknerfritt hard-PVC. Det er en relativt billig plast, som på grunn av sitt innhold av klor krever mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter enn noen andre plaster ved fremstilling. Dette har gjort polyvinylklorid til et veldig mye brukt materiale.

Nærmere 50 millioner tonn PVC blir produsert på verdensbasis hvert år. I Norge er produksjonen ved INOVYNs fabrikk på Herøya oppgitt til å være rundt 200 000 tonn per år.

Bearbeiding

Slange
PVC-plast kan ekstruderes, det vil si formes, til blant annet slanger og andre rørstrukturer.
Slange
Av /Shutterstock.

Polyvinylklorid er en termoplast, og kan derfor bearbeides etter at den er laget. Oppvarmingen til 150–200 °C under senere bearbeiding, og eventuell senere påvirkning av sollys, gjør at plasten må tilsettes stabilisatorer for å hindre for sterk avspaltning av hydrogenklorid og dermed angrep på maskineri, misfarging og raskere aldring. Tilsetningene kan bestå av tungmetallforbindelser eller rene organiske stoffer, og stoffer som absorberer ultrafiolett lys. For øvrig tilsettes ofte fyllstoffer, pigmenter, smøremidler, antioksidanter, antistatiske midler og soppmidler.

I fremstillingen av produkter kan man benytte en rekke ulike metoder. Polyvinylklorid kan for eksempel ekstruderes til slanger, rør, takrenner, listverk, paneler og isolasjon på elektriske ledninger og kabler.

Den kan også sprøytestøpes til tallrike småartikler, som for eksempel flasker, beholdere og sko.

Ved kalandrering presser man polyvinylklorid ut til tynne folier, kunstlær, tapet og gulvbelegg.

Det er også mulig å lage polyvinylkloridprodukter ved bestrykning, dypping, skallstøping og lakkering med plastisol, organosol, plastigel, PVC-lateks og PVC-holdige lakker, pulverbelegging av metaller, blåsing av flasker, termoforming av folier til emballasje, skumplastproduksjon til garnflottører, fendere med mer, pressing av LP-plater, sveising og så videre.

Miljø og helse

Kjemisk sett ligner PVC mye på polyetylen. Man trenger imidlertid mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter for å fremstille PVC sammenlignet med polyetylen. Dette skyldes at hver monomer i PVC har erstattet et hydrogenatom med et kloratom. Dette kan i prinsippet gi en miljøgevinst, men dette avhenger av utvinningen og bruken av klorsalter og petroleumsprodukter til fremstilling av PVC.

Ren PVC-polymer er i de fleste sammenhenger ufarlig for kroppen, men den kan bli spaltet (dekomponert) og danne farlige gasser ved tilstrekkelig oppvarming. Eksponering for vinylklorid over lengre tid kan fremkalle en sjelden type leverkreft.

Det er stilt strenge krav når det gjelder rester av monomerer i polymeren. Det betyr at alle monomerene skal være koblet med andre monomerer til polymerer. Løse monomerer kan være skadelig. De strenge kravene gjelder spesielt når plasten skal brukes som emballasje for næringsmidler.

Tilsetningsstoffer

Tilsetningsstoffer som myknere og stabilisatorer kan i små mengder forsvinne ut av plasten, derfor er det bare visse typer som er tillatt brukt.

Ftalater er en gruppe forbindelser som i visse tilfeller kan brukes som myknere i PVC. En rekke ftalater er nå forbudt i PVC-produkter som blant annet leketøy, kosmetikk og elektronikk. Disse kan lekke ut og skade dyre- og plantelivet. Det er også kjent at de kan være hormonforstyrrende og til skade for menneskers reproduksjon.

Til tross for dette er det enkelte unntak der ftalater er tillatt, siden det ikke finnes akseptable alternativer. For eksempel brukes dietylheksylftalat i PVC-poser for lagring av blod. Dette gir plasten mekaniske egenskaper, temperaturstabilitet og evne til å slippe gjennom gasser som tillater at blodet kan lagres lengre enn ved bruk av andre typer plast.

Forbrenning

Ved forbrenning av PVC-avfall dannes saltsyre (HCl). Ved ugunstige forbrenningsbetingelser kan blant annet klor fra PVC bidra til dannelse av ulike klorerte hydrokarboner.

Klor fra PVC kan også være én av flere klorkilder for dannelse av dioksiner under gitte betingelser. Dette er forhold som har ført til sterk kritikk fra miljøvernhold av PVC som materiale. I flere land, blant annet Norge, Sverige, Danmark og Nederland, har det vært ført kampanjer mot bruk av PVC med bakgrunn i frykt for slike miljøskader.

Kjemi

Den kjemiske formelen er \(\ce{(–CH2–CHCl–)_{n}}\), og molekylmassen er vanligvis 30–150 tusen (ofte angitt ved det såkalte K-tallet).

Historikk

Justus von Liebig

Justus von Liebig var antagelig en av de første som klarte å fremstille vinylklorid, grunnlaget for PVC-plast.

Justus von Liebig
Av /※.

I 1835 ble vinylklorid oppdaget av kjemikerne Justus von Liebig og Henri Victor Regnault (1810–1878). I 1872 la Eugen Baumann (1846–1896) merke til at det ble dannet et hvitt bunnfall i flasker som inneholdt vinylklorid, trolig fordi de var direkte eksponert for sollys. Dette var antageligvis den første syntesen av polyvinylklorid. Imidlertid gjorde ikke Baumann noe mer med dette, og det var ikke før i 1912 at Fritz Klatte (1880–1934) oppdaget en industriell prosess for fremstilling av polymeren. Den var relativt vanskelig å prosessere, og det var først på 1930-tallet man ordentlig fikk til å blande PVC sammen med andre stoffer slik at den ble lettere å bearbeide, mer elastisk og med større holdbarhet.

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Kommentarer (7)

skrev Song Solli

Polyvinylklorid, vanligvis forkortet PVC, er en termoplastisk polymer. Polyvinylklorid fremstilles ved polymerisering av monomeren vinylklorid(VCM). PVC er en polymer av VC med 700-1500 monomere enheter. Polyvinylklorid (PVC) er luktfri.Ved oppvarming, utstråler den svært giftige gasser av hydrogenklorid og fosgen. Termisk nedbrytningsprodukter av polyvinylklorid kan inneholde etylen, benzen, toluen, 1,3,5- TRIKLORBENSEN, og naftalen.Som det står i «Gyldendals Store Konversasjons Leksikon» som var trykt i des.1965 at “Polyvinyl’plaster, en meget stor gruppe termoplaster med forskjellige egenskaper og forskjellige anvendelse, men som alle inneholder vinylgruppen(-CH2-CH-). ”

skrev Tom Kristian Grimsrud

Setningen "Siden man i PVC har byttet ut et kloratom med et karbonatom i hver monomer sammenlignet med polyetylen, trengs det mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter for å fremstille PVC" virker på meg både feilaktig og uklar.
FEIL: I PVC er det vel et hydrogenatom byttet ut med et kloratom i hver monomer sammenlignet med polyetylen? Det står noe helt annet i teksten.
UKLART: Hvordan det i særlig grad innvirker på bruken av "ikke-fornybare petroleumsprodukter" fremstår som uklart.

svarte Lars Egil Helseth

Det var en skrivefeil i en setning ('klor' og 'karbon' hadde byttet plass), men dette er nå korrigert. Teksten og kjemiske formler ovenfor inneholdt riktig informasjon og er ikke korrigert.

Når det gjelder bruken av ikke-fornybare petroleumsprodukter så er det uklart for meg hva du mener er uklart. Når man fjerne noe (for eksempel mengde ikke-fornybare petroleumsprodukter), og i stedet bruke noe annet (for eksempel fornybare kjemikalier som inneholder klor), så vil det relative bidraget fra det fjernede bidraget (petroleumsprodukter) være mindre. For å lage vinylklorid, som er monomeren som polymeriseres til polyvinylklorid, trenger man en et hydrokarbon (oftest fra petroleumsindustrien) og et klorholdig kjemikalie (for eksempel klorgass). Kloratomet vil derfor bidra til molekylvekten til polyvinylklorid, slik at bidraget fra hydrokarbonene relativt sett er mindre enn i en polymer som fremstilles kun fra hydrokarboner.

svarte Tom Kristian Grimsrud

FEIL SOM STO I ARTIKKELEN 21. mai 2021: "Siden man i PVC har byttet ut et kloratom med et karbonatom i hver monomer sammenlignet med polyetylen, trengs det mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter for å fremstille PVC."
FEILEN BLE AV FORFATTEREN "RETTET" TIL NY FEIL 22. mai 2021: "Siden man i PVC har byttet ut et karbonatom med et kloratom i hver monomer sammenlignet med polyetylen, trengs det mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter for å fremstille PVC."
DET KORREKTE SKAL VEL VÆRE: "Siden man i PVC har byttet ut et ***hydrogenatom*** med et kloratom i hver monomer sammenlignet med polyetylen, trengs det mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter for å fremstille PVC." [Min utheving med stjerner, tkg]
MEN FORTSATT, OG ENDA MER UKLART: Hva slags logikk støtter Store norske leksikon se på når begrepet "ikke-fornybare petroleumsprodukter" innføres?
Artikkelen bruker begrepet i følgende resonnement: PVC kan "i prinsippet gi en miljøgevinst" fordi et kloratom er introdusert i et etylenmolekyl. Men etylen blir vel ikke mer "fornybart" om det omdannes til vinylklorid? Kanskje blir sluttproduktet mer miljøvennlig hvis det varer lenger, eller hvis det resirkuleres i større grad, eller hvis det nedbrytes uten at det dannes giftstoffer eller CO2. (Men det har vel lite med molekylvekten å gjøre?)
"Fornybare råstoffer", som olje fra palmer, soya, raps og andre landbruksprodukter, blir ofte sett på som et miljø- og klimamessig bedre alternativ til "ikke-fornybare petroleumsprodukter". Men at klorerte organiske forbindelser skal ha en tilsvarende fordel og kalles "fornybare", er ikke uten videre lett å forstå.

skrev Lars Egil Helseth

*Ja, det var sløvt av meg å skrive "karbon" i stedet for "hydrogen" på en sen lørdagskveld, spesielt når det går så tydelig frem i den øverste figuren (laget av meg) og også i resten av teksten (skrevet av andre enn meg) at et hydrogenatom er byttet ut med et kloratom i formelen for polyvinylklorid. Den ene skrivefeilen er nå rettet.

*Petroleumsprodukter regnes ikke som fornybare, derav bruken av begrepet "ikke-fornybare petroleumsprodukter".

*Det som står i teksten er teknisk korrekt. PVC benytter mindre ikke-fornybare petrolumsprodukter enn andre termoplastiske materialer i produksjonen. Kloratomet har ca 35 ganger større masse enn hydrogenatomet, og vil derfor bidra mer til massen i et stykke PVC enn et hydrogenatom i et tilsvarende stykke polyetylen. Kloratomet fås i siste instans fra svært store reserver av salt (for eksempel er det teknisk mulig å lage det fra NaCl i sjøvann som omdannes til klorgass som så reagerer med etylen og danner diklormetan og deretter videre til vinyklorid, etc). Ellers tas det i teksten gode forbehold om hvorvidt der faktisk er en miljøgevinst: "...trengs det mindre ikke-fornybare petroleumsprodukter for å fremstille PVC. Dette kan i prinsippet gi en miljøgevinst, men dette avhenger av utvinningen og bruken av klorsalter og petroleumsprodukter til fremstilling av PVC.".

skrev Oddrun Grønvik

Eg saknar historikk for pvc. Når og kvar vart det oppdaga/oppfunne, og kvar byrja produksjonen?
Dette er elles ein generell veikskap ved svært mange artiklar innanfor realfaga.

svarte Halvard Hiis

Takk for tilbakemeldinga. Jeg har videreformidlet ønsket til fagansvarlig. Vi skal jobbe med dette i flere av realfagsartiklene. Vennlig hilsen Halvard

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg