Polivinil klorür (Polyvinyl Chloride – PVC), plastik endüstrisinde en önemli termoplastik polimerlerden biridir. Saf PVC; beyaz, sert ve kırılgan bir malzeme olarak bilinir. Polietilen (PE) ve polipropilenden (PP) sonra dünyada en çok kullanılan üçüncü polimerdir. Farklı endüstrilerde yıllık PVC üretimi yaklaşık 40 milyon ton civarındadır. PVC’nin kimyasal yapısı (C₂H₃Cl)ₙ formülüyle ifade edilir ve vinil klorür monomerinin (VCM) polimerizasyonu ile elde edilir. PVC’nin polimerizasyon derecesi genellikle 300 ile 1500 arasında değişir. Yapısında yaklaşık %57 oranında klor bulunması, PVC’nin hidrokarbon kaynaklarına olan bağımlılığını azaltır.
Giriş
PVC, temel olarak iki ana tipe ayrılır: sert PVC (Rigid PVC veya uPVC) ve yumuşak PVC (Flexible PVC). Sert PVC, plastikleştirici içermeyen bir yapıya sahiptir ve ağırlıklı olarak inşaat sektöründe, PVC boru, profil ve levha üretiminde kullanılır. Yumuşak PVC ise PVC plastikleştiricilerinin eklenmesiyle elde edilir ve yüksek esnekliği sayesinde kauçuk yerine kullanılabilir. Yumuşak PVC’nin başlıca kullanım alanları arasında tesisat sistemleri, elektrik kablosu izolasyonu, PVC suni deri, PVC zemin kaplamaları ve endüstriyel hortumlar yer alır.
Polivinil klorür, düşük ısıl kararlılığa sahip bir termoplastiktir. Bu nedenle, mekanik, termal ve kimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi için PVC katkı maddelerinin kullanılması zorunludur. Ham PVC yüksek sıcaklıklarda ısıl bozunmaya uğrar ve HCl gazı açığa çıkarır. Bu sebeple PVC; PVC ısı stabilizatörleri, yağlayıcılar, dolgu maddeleri, PVC darbe dayanım arttırıcılar, pigmentler ve plastikleştiriciler ile modifiye edilir. Bu katkılar, PVC kompaund üretiminde kritik bir role sahiptir.
PVC reçineleri, molekül ağırlığını ve polimerizasyon derecesini gösteren K değeri (K-Value) esas alınarak sınıflandırılır. K=57 değerine sahip PVC, düşük molekül ağırlıklı olup ambalaj filmleri, şişirme levhalar ve enjeksiyon parçalarında kullanılır. K değeri 70–75 aralığında olan PVC ise daha yüksek mekanik dayanım sunar ve PVC borular, yapı profilleri, elektrik kabloları ve endüstriyel zemin kaplamalarında tercih edilir. Emülsiyon PVC ise PVC plastisol veya PVC lateks formunda; kaplamalar, çok katmanlı filmler ve akü endüstrisinde kullanılmaktadır.
Malzemeler ve Yöntemler
2.1. PVC Kuru Karışım (Dry Blend)
PVC kuru karışım (Dry Blend) yönteminde, yüksek devirli mikserler kullanılarak PVC reçinesi ve polimer katkı maddeleri homojen bir şekilde karıştırılır. Bu yöntem, PVC kompaund üretiminde yaygın olarak uygulanmaktadır.
2.2. Ekstrüder ile Karıştırma
PVC ekstrüzyon prosesinde, hammaddeler ekstrüdere beslenir, eritilir ve soğutma işleminden sonra granül PVC haline getirilir. Elde edilen PVC granülleri, enjeksiyon kalıplama ve şişirme kalıplama gibi sonraki üretim aşamalarında kullanılır.
PVC Katkı Maddeleri (Polivinil Klorür (PVC) Katkıları ve Kullanım Alanları)
3.1. PVC Plastikleştricileri
Plastikleştiriciler, yumuşak PVC için en önemli katkı maddeleridir. PVC’ye plastikleştirici ilavesi; esnekliği artırır, sertliği düşürür ve işlenebilirliği iyileştirir.
3.1.1. Birincil Plastikleştriciler
DOP gibi birincil PVC plastikleştiricileri, PVC reçinesi ile yüksek uyumluluk gösterir ve hortum, kablo ve tıbbi PVC ürünleri gibi çok yumuşak uygulamalarda kullanılır.
3.1.2. İkincil Plastikleştriciler
Klorlu parafin mumu (CPW) gibi ikincil plastikleştiriciler, daha çok PVC kompaund maliyetini düşürmek amacıyla kullanılır ve PVC formülasyonlarında ekonomik avantaj sağlar.
3.1.3. Tıbbi PVC için Plastikleştriciler
Tıbbi uygulamalarda DOP, TOTM, BTHC ve DnDP gibi tıbbi PVC plastikleştiricileri; kan torbaları, serum setleri ve tıbbi PVC hortumların üretiminde kullanılmaktadır.
3.2. PVC Stabilizatörleri
PVC ısı stabilizatörleri ve PVC UV stabilizatörleri, polivinil klorürün termal ve ışığa bağlı bozunmasını önlemek için kullanılır.
3.3. PVC Dolgu Maddeleri
Kalsiyum karbonat, titanyum dioksit (TiO₂), talk ve nano dolgu maddeleri gibi PVC dolguları; maliyet düşürme ve mekanik özellikleri iyileştirme amacıyla tercih edilir.
3.4. PVC Darbe Dayanım Arttırıcılar
ABS ve CPE gibi PVC darbe dayanım arttırıcılar, sert PVC ürünlerinin darbe mukavemetini artırır.
3.5. PVC Pigmentleri
Organik ve inorganik PVC pigmentleri; yüksek ısı dayanımı, iyi dağılım ve ışık haslığı özelliklerine sahip olmalıdır.
PVC Kullanım Alanları
4.1. Boru Sistemlerinde PVC Kullanımı
PVC borular; kimyasal dayanım, hafiflik ve uzun kullanım ömrü sayesinde endüstriyel ve bina tesisat sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
4.2. İnşaat Sektöründe PVC
PVC yapı ürünleri; kapı ve pencere profilleri, zemin kaplamaları, asma tavanlar, elektrik yalıtımı ve dekoratif kaplamaları kapsar.
4.3. Tıbbi Uygulamalarda PVC
Tıbbi PVC; biyouyumluluk, dayanıklılık ve ekonomik olması nedeniyle tek kullanımlık tıbbi ürünlerde önemli bir yere sahiptir.
Sonuç (Polivinil Klorür (PVC) Katkıları ve Kullanım Alanları)
Polivinil klorür (PVC), uygun katkı maddeleri kullanıldığında inşaat, tıp, ambalaj ve elektrik endüstrilerinde geniş kullanım alanlarına sahip mühendislik plastiğine dönüşmektedir. Yeni nesil PVC formülasyonları ve gelişmiş katkı maddeleri, PVC endüstrisinin geleceğini şekillendirmektedir.
Daha oku: