PVC là gì? Tính chất, phân loại uPVC, CPVC và ứng dụng

PVC là gì? PVC (polyvinyl clorua) là nhựa nhiệt dẻo tổng hợp từ vinyl clorua, một trong ba loại nhựa có sản lượng lớn nhất thế giới. Dạng cứng (uPVC) kháng axit, kiềm loãng và muối, nên được dùng nhiều cho ống nước, van và phụ kiện. PVC làm việc liên tục ở dải 0–60°C; trên mức này cơ tính giảm nhanh. PVC thuộc nhóm nhựa nhiệt dẻo trong họ vật liệu nhựa, có ba dạng chính là uPVC, PVC dẻo và CPVC.

PVC là gì?

PVC là polyme của vinyl clorua CH₂=CHCl. Khi trùng hợp, các monome nối thành chuỗi dài (–CH₂–CHCl–)ₙ, trong đó n là số mắt xích. Công thức polyme khác monome: liên kết đôi C=C của monome mở ra để nối chuỗi, nên polyme không còn nối đôi.

Nguyên tử clo chiếm khoảng 57% khối lượng. Clo làm chuỗi phân cực, tăng độ cứng và làm PVC tự tắt khi rời khỏi ngọn lửa. Về lịch sử, Fritz Klatte (Đức) được cấp bằng sáng chế cho PVC năm 1913. PVC được sản xuất thương mại từ thập niên 1930.

Thành phần của hợp chất PVC

Xét ở dạng hàng hóa, nhựa PVC là gì cần hiểu rộng hơn: đó là hợp chất gồm nhựa PVC và phụ gia, không phải polyme thuần. PVC thương mại không dùng một mình. Nhựa được tạo bằng trùng hợp huyền phù, thành bột mịn. Chất ổn định (gốc canxi–kẽm hoặc thiếc) ngăn PVC mất HCl khi gia công ở khoảng 180–200°C. Chất bôi trơn giúp đùn ống trơn, chất độn như canxi cacbonat giảm giá thành, TiO₂ tạo màu trắng và kháng UV. PVC dẻo thêm chất hóa dẻo để chuỗi trượt dễ, nên mềm.

Tính chất của nhựa PVC

Để hiểu PVC là gì về cơ lý, nhiệt và hóa, hai bảng dưới đây ghi giá trị điển hình của uPVC (không hóa dẻo). Mỗi hãng, mỗi mác có số khác nhau.

uPVC giới hạn ở khoảng 60°C vì Tg thấp, khoảng 80°C. Khi gần Tg, các chuỗi bắt đầu trượt và vật liệu mềm dưới tải, nên thực tế người ta giữ biên an toàn. Khoảng 100°C trở lên, PVC còn mất HCl (khử clo) và đổi màu nếu không có chất ổn định.

Hiểu đúng PVC là gì giúp cân nhắc cả hai mặt. Ưu điểm của uPVC: không gỉ, chống ăn mòn hóa học, nhẹ (khoảng 1/5 khối lượng thép), cách điện, nhám thành ống thấp nên ít đóng cặn, nối dán keo nhanh. Hạn chế: chịu nhiệt thấp, giòn khi lạnh và khi va đập, giãn nở nhiệt lớn, bị tia UV làm vàng và giòn nếu không có phụ gia hoặc lớp phủ.

PVC, uPVC, CPVC khác nhau

Nếu chia theo độ cứng và nhiệt độ, câu hỏi PVC là gì có ba đáp án. Chữ “u” là unplasticized: không chứa chất hóa dẻo, nên cứng. PVC dẻo thêm chất hóa dẻo làm mềm. CPVC là PVC clo hóa thêm.

Clo hóa thêm làm chuỗi phân cực hơn và cứng hơn nên CPVC chịu nhiệt cao hơn uPVC. Muốn so sánh với PP và PVDF, xem bài so sánh nhựa uPVC CPVC. Lưu ý PVC không phải nhựa chịu nhiệt tốt nhất: CPVC, PP-R, PP-H và PVDF đều chịu nhiệt cao hơn uPVC.

Khả năng kháng hóa chất của PVC

PVC bền với hầu hết axit vô cơ loãng đến trung bình, kiềm, muối và nước biển, vì chuỗi cacbon–clo ổn định và không có nhóm dễ bị tấn công. PVC kém bền với xeton (axeton), este, dung môi thơm (toluen) và dung môi clo hóa (dicloromethan), vì các dung môi này thấm vào và hòa tan, làm trương hoặc phá vỡ nhựa. Muốn biết mức chịu của từng chất, tra bảng độ bền hóa học của kim loại, nhựa theo cấp A, B, C, D.

Ứng dụng PVC

Ống cấp thoát nước

Ống uPVC là ứng dụng lớn nhất của PVC, dùng cho cấp nước lạnh, thoát nước, tưới tiêu. Ống nối bằng dán keo dung môi hoặc rắc co. Tham khảo tổng quan về PVC trên Wikipedia. Tìm hiểu thêm ở tổng quan về ống nhựa.

Trong xây dựng, PVC còn dùng làm ống luồn dây điện, máng cáp, tấm ốp trần và vách. Dạng ống luồn dây tận dụng tính cách điện và tự tắt của PVC.

Van và phụ kiện

Van bi, van bướm, van 1 chiều, y lọc và phụ kiện uPVC cho nước và hóa chất loãng (xem mục riêng bên dưới).

Dây cáp, cửa nhựa, tấm

PVC dẻo bọc dây điện vì cách điện tốt và chậm cháy. uPVC lõi thép làm cửa, tấm ốp trần, tấm nhựa. Với đồ gia dụng, hãy phân biệt: nhiều chậu và hộp nhựa thực ra làm bằng PP, còn vỏ điện thoại và laptop chủ yếu là ABS, PC; PVC xuất hiện chủ yếu ở vỏ dây và cáp sạc.

Y tế, bao bì

PVC dẻo dùng cho túi truyền dịch và ống dẫn y tế dùng một lần, và làm màng bao bì. Với bao bì thực phẩm, cần dùng loại ghi rõ cho thực phẩm.

Van và phụ kiện PVC

Trong ngành van, uPVC dùng cho nước sạch, nước thải, hóa chất loãng ở nhiệt độ thấp. Các dạng phổ biến:

• Van bi nhựa uPVC: nối rắc co hoặc dán keo, đóng mở nhanh, dùng cho nước và hóa chất loãng.
• Van bướm nhựa PVC: nối mặt bích, dùng cho đường ống cỡ lớn, nước thải, hóa chất.
• Van 1 chiều, y lọc uPVC: chống chảy ngược, giữ cặn ở đường ống.

Ngoài van bi và van bướm, nhóm này còn có van cổng PVC cho đóng mở hoàn toàn, van 1 chiều lá lật hoặc lò xo để chống chảy ngược, y lọc để giữ cặn, cùng mặt bích, măng sông, co, tê, rắc co bằng PVC. Với đường ống nhựa, nên chọn van và phụ kiện cùng vật liệu để giãn nở nhiệt đồng bộ.

Áp suất danh nghĩa của van và ống uPVC thường là PN10 đến PN16 tùy cỡ, cỡ nhỏ chịu áp cao hơn, và giảm khi nhiệt độ tăng (tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng). Nối dán keo cần đúng loại keo cho PVC, bôi đều, lắp ghép khi keo còn ướt và chờ đủ thời gian đóng rắn trước khi thử áp.

Nhựa PVC có an toàn không?

Với nước uống, chỉ dùng ống uPVC đạt tiêu chuẩn ống cấp nước sạch (ISO 1452 hoặc TCVN tương ứng) và không dùng chất ổn định gốc chì. Không đựng thực phẩm nóng trong đồ PVC không ghi rõ dùng cho thực phẩm. Khi PVC cháy, nó sinh khí HCl độc và ăn mòn, nên không hơ ống trực tiếp bằng lửa trần. Khi cần uốn ống, dùng dụng cụ gia nhiệt chuyên dụng cho nhựa, nhồi cát hoặc lò xo bên trong để ống không bẹp, và làm ở nơi thoáng.

Viva cung cấp van và phụ kiện PVC, uPVC, CPVC tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội; giao hàng toàn quốc. Liên hệ kỹ thuật để chọn đúng loại nhựa theo môi chất và nhiệt độ:

Xem thêm: van 1 chiều nhựa

Câu hỏi thường gặp