Historie a vývoj polyvinylchloridu (PVC)

Polyvinylchlorid (PVC) se řadí mezi komoditní termoplasty a díky svým vlastnostem a ceně se v hojné míře aplikuje ve stavebnictví a v obalech. Umístil se na třetí místo ve spotřebě plastů za polyetylen a polypropylen. Od výrobců PVC jej získávají zpracovatelé ve formě bílého prášku nebo granulí.

Počátky objevu a raný vývoj

Polyvinylchlorid (PVC) byl objeven dvakrát v 19. století, jednou v roce 1835 Henri Victor Regnaultem a podruhé v roce 1872 Eugenem Baumannem. V obou případech se polymer objevil v kádince s vinylchloridem umístěné na slunečním světle a stal se bílou pevnou látkou.

Na začátku 20. století se zároveň pokusili o využití PVC pro komerční účely ruský chemik Ivan Ostromislenskij a německý chemik Fritz Klatte z Griesheim Elektron Company, ale problém byl, jak tento tvrdý, někdy křehký polymer zpracovat.

V roce 1912 Fritz Klatte, Němec, syntetizoval PVC a požádal o patent v Německu, ale nepodařilo se mu vyvinout vhodný produkt před vypršením patentu. První patent na polymerizaci PVC, s možností jeho využití jako materiálu obdržel Klatte v roce 1913. V roce 1914 bylo zjištěno, že polymeraci vinylchloridu lze urychlit použitím organických peroxidů.

Komerční využití a průmyslová výroba

V roce 1926 Waldo Semon z BF Goodrich Company ve Spojených státech syntetizoval PVC a požádal o patent ve Spojených státech. Waldo Semon z USA objevil v roce 1926 způsob modifikací vlastností PVC pomocí změkčovadel. Waldo Semon a BF Goodrich Company vyvinuli metodu změkčování PVC přidáním různých přísad v roce 1926, díky čemuž bylo pružnější a snadněji zpracovatelné a rychle získalo široké komerční využití. V roce 1933 WL Simon navrhl použít vysokovroucí rozpouštědlo a trimethylfosfát k zahřátí PVC a jejich smíchání k výrobě měkkých PVC produktů, což znamenalo skutečný průlom v praktickém použití PVC.

Čtěte také: od suroviny až po hotový cement

První poloprovozní výroba PVC byla zahájena u IG Farben v Německu v roce 1934. Obchodní název pro PVC - Igelit - se následně stal synonymem názvu pro folie a výrobky z nich, včetně folií z později objevených polyetylenů a polypropylenů.

V roce 1931 německá společnost přijala polymeraci lotionů k realizaci průmyslové výroby PVC. V roce 1936 byla suspenzní polymerace vinylchloridu a zpracování a aplikace PVC téměř současně vyvinuty společnostmi British Burnemn Chemical Industry Company, American Union Carbide Company a Gutrich Chemical Company. Za účelem zjednodušení výrobního procesu a snížení spotřeby energie vyvinula Saint Gobain Company of France v roce 1956 metodu hromadné polymerace.

Výroba v Československu a globální expanze

V zemích bývalého Československa se začalo s průmyslovým zpracováním PVC v roce 1940 ve Fatře Napajedla. Výroba PVC emulzní polymerací vinylchloridu byla zahájena v roce 1951 ve slovenské chemičce v Novákách. Velkokapacitní výroba suspenzní polymerizací byla zahájena v roce 1975 ve Spolaně Neratovice.

PVC se vyrábí suspenzní (podíl 86 %) nebo emulzní (14 %) polymerizací monomeru vinylchloridu. Vinylchlorid se vyrábí chlorací etylenu a pyrolýzou etylendichloridu (EDC).

Závod na výrobu PVC navržený Čínou byl uveden do zkušební výroby v chemické továrně Liaoning Jinxi v roce 1956. V roce 1958 byl závod 3kt formálně industrializován s výkonem 530,9 kt v roce 1984.

Čtěte také: Jak materiály ovlivňují energii budov

PVC bylo industrializováno na počátku 30. let 20. století. Od 30. let 20. století je produkce PVC po dlouhou dobu na prvním místě ve světové spotřebě plastů. Na konci 60. let nahradil PVC polyetylen. Přestože plasty z PVC jsou nyní na druhém místě, jeho produkce stále tvoří více než čtvrtinu celkové produkce plastů.

Před 60. léty byla výroba vinylchloridového monomeru převážně z acetylenu karbidu vápníku. Protože výroba karbidu vápníku vyžadovala hodně energie a koksu, náklady byly vysoké. Na počátku 60. let, po industrializaci oxychlorace etylenu k výrobě vinylchloridu, se země obrátily na levnější ropu jako surovinu. Kromě toho, protože velký podíl PVC surovin (asi 57 procent hmotnosti) tvoří plynný chlór, který je nevyhnutelným vedlejším produktem výroby sody, je nejen bohatý na suroviny, ale je také jedním z důležitých produktů pro rozvoj průmyslu alkalických chloru a vyrovnávání plynného chlóru.

Typy a aplikace PVC

Z poměrně široké škály komerčních typů PVC jmenujeme dva základní typy:

• Měkčený (flexibilní) s hustotou 1,10 - 1,35 g/cm3, ve kterém změkčovadla snižují krystalinitu a způsobují flexibilitu.
• Neměkčený (tuhý) s hustotou 1,30 - 1,35 g/cm3.

Oba typy jsou odolné nárazům, vodě, povětrnosti, řadě chemikálií a koroznímu prostředí.

V Evropě nalézají hlavní uplatnění ve stavebnictví (37% podíl na trubky a potrubí, 20,3 % na profily, 17,3 % na desky a folie), zbývající množství nachází uplatnění v obalech a v lékařství.

Čtěte také: historie a výzvy v cementářství

V 60. letech 20. století se začaly hojně používat PVC podlahy. Jeho vlastnosti, jako je lehkost, snadná údržba a šetrnost k životnímu prostředí, změnily zvyky používání tradičních podlahových materiálů a staly se důležitým faktorem při transformaci PVC materiálů. Na počátku 21. století se začaly PVC materiály používat ve stavebních konstrukcích.

Spotřeba a budoucí prognózy

Ještě v roce 1950 se na celém světě spotřebovalo 220 000 tun PVC, v roce 2019 to bylo jenom v Evropě 5,1 mil. tun, což představovalo 10 % podíl na celkové evropské spotřebě plastů ve výši 50,7 mil. tun. Podle prognózy Ceresany má světová spotřeba PVC v roce 2030 vzrůst na více než 70 mil. tun. Ve spotřebě zaujímá PVC třetí místo za vedoucím polyetylenem a druhým v pořadí polypropylenem. Hlavním aplikačním segmentem PVC je stavebnictví, zejména ve formě profilů - třetinový podíl, trubek s 26 % podílem, dále následují desky, folie, podlahoviny a kabely.

Vývoj spotřeby PVC

Následující tabulka ukazuje historický a prognózovaný vývoj spotřeby PVC:

Paul Hodges ve své publikaci z letošního května „Breaking the mould“ uvádí, že v EU27 jsou k dispozic kapacity vinylchloridu ve výši 6,55 mil. tun, což představuje 12,3 % podíl na světové kapacitě.

tags: #objev #vyroby #pvc #historie

Oblíbené příspěvky:

• Vše o umyvadlovém přepadu SIKO
• hliníková rohová lišta Polyform
• Drátěné kabelové žlaby
• Vše o značení obalů a efektivním třídění odpadu
• Zjistěte více o výhodách plovoucích podlah Wineo pro váš domov.