پلی وینیل کلراید (PVC)، یکی از پرکاربردترین مواد ترموپلاستیکی است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. این ماده برای اولین بار در اواسط قرن نوزدهم به تولید رسید. با این وجود، به دلیل سختی و شکنندگی پی وی سی، تا مدتها کاربردی برای این ماده پیدا نشد. از اوایل قرن بیستم بود که دانشمندان موفق شدند با استفاده از انواع افزودنیها، PVC را به مادهای قابل پردازش و کاربردی تبدیل کنند.
پلی وینیل کلراید عمدتاً به یکی از این دو صورت مورد استفاده قرار میگیرد: PPVC (پی وی سی انعطافپذیر) و UPVC (پی وی سی سخت). PPVC که حاصل افزودن مواد نرمکننده به PVC است، برای عایق کابل برق و همچنین به عنوان جایگزین برای لاستیک مورد استفاده قرار میگیرد. UPVC که فاقد نرمکننده است، به عنوان محصولی سبک، مقرون به صرفه و بادوام برای سیستمهای انتقال و توزیع انواع سیالات، از آب آشامیدنی گرفته تا مواد شیمیایی، کاربرد دارد. در ادامه به بررسی ویژگیهای UPVC میپردازیم:
خواص مکانیکی
لوله UPVC، به دلیل برهمکنش قوی میان اتمهای کلر در زنجیرهی پلیمری، از مقاومت کششی و استحکام بالایی برخوردار است. این محصول همچنین انعطافپذیر است و قابلیت خمش عالی دارد؛ خاصیتی که در مرحلهی حمل و نقل و همچنین در هنگام حوادثی مانند زلزله، از عوامل تعیین کننده به شمار میرود.
مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و هوازدگی
لوله UPVC از مقاومت شیمیایی فوقالعادهای در برابر بسیاری از اسیدها، بازها، آب نمک و محلول سدیم هیپوکلریت برخوردار است و همچنین در برابر هیدروکربنهای آلیفاتیک و کلر عنصری نیز مقاوم میباشد. با این وجود، UPVC برای انتقال حلالهای آروماتیکی یا کلردار، استرها، کتونها و همچنین گازها، توصیه نمیشود.
یو پی وی سی در برابر عوامل جوی هم بسیار مقاوم است. قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید و همچنین باد و باران، تنها به صورت سطحی به این ماده آسیب وارد میکند. با این وجود، توجه به این نکته ضروری است که تابش نور خورشید میتواند در دراز مدت، بر مقاومت UPVC در برابر ضربه تاثیر بگذارد.
خواص حرارتی
لوله UPVC، در محدوده دمایی صفر تا ۶۰ درجه سانتیگراد قابل استفاده است. توصیه میشود در خارج از این محدوده، از لولههای UPVC استفاده نشود چراکه در دماهای پایینتر، مقاومت محصول در برابر ضربه به میزان قابل توجهی افت میکند و با افزایش دما نیز مقاومت کششی و میزان سختی UPVC کاهش مییابد. UPVC، همچون تمام پلیمرها، عایق حرارتی خوبی است. رسانندگی گرمایی این ماده، ۰/۱۵ وات بر کلوین متر (W/mK) است. این در حالی است که این مقدار برای فولاد، ۲۵۰ W/mK میباشد. علاوه بر این، از میان تمامی موادی که برای سیستمهای لولهکشی مورد استفاده قرار میگیرند، UPVC یکی از پایینترین ضرایب انبساط حرارتی را از خود نشان میدهد.
اشتعالپذیری
در صورتیکه لوله UPVC، در معرض شعله قرار بگیرد، شروع به سوختن میکند اما با برداشته شدن شعله، سوختن بلافاصله متوقف میشود. گاز هیدروکلریک اسید تولید شده در فرایند احتراق UPVC نیز بوی تندی دارد و افراد حاضر در محل پروژه را از بروز آتشسوزی باخبر میکند. علاوه بر این، شاخص اکسیژن حدی UPVC، ۴۲ درصد است و موادي كه شاخص آنها بالاتر از ۲۱ درصد (میزان اکسیژن موجود در هوا) باشد، اشتعال پذیر محسوب نميشوند. مطابق با استاندارد UL 94 (اشتعالپذیری پلیمرها)، UPVC در بهترین کلاس (V-0) و مطابق با DIN 4102-1 (رفتار مصالح ساختمانی در برابر آتش)، این ماده در کلاس B1 (احتراق دشوار) قرار میگیرد.
خواص فیزیولوژیکی
مادهی اولیهی لوله UPVC، هیچ تاثیری بر بو و مزهی سیال ندارد. از این رو، UPVC برای سیستمها و ظروف مورد استفاده به منظور انتقال آب آشامیدنی و مواد غذایی توصیه میشود.
سایر ویژگیهای محصولات UPVC
وزن لولههای UPVC، کسری از وزن لولههای فلزی است. این ویژگی، باعث سهولت در حمل و نقل و نصب این لولهها میشود و هزینهی نیروی کار را نیز کاهش میدهد. این لولهها دارای سطح داخلی صافی هستند که اصطکاک داخل لوله را به حداقل میرساند و جریان آزاد و سریع سیال را تضمین میکند.
علاوه بر این، لولههای UPVC در شاخههای چند متری به تولید میرسند. این ویژگی، به حداقل رساندن تعداد اتصالات مورد نیاز برای سیستم لولهکشی را به دنبال دارد و از این رو، احتمال نشتی را به حداقل میرساند. این لولهها همچنین نیازی به جوشکاری یا فلزکاری ندارند چراکه با اتصالات چسبی یا رزوهی به یکدیگر و سایر تجهیزات سیستم، متصل میشوند.