素材を知る:ポリ塩化ビニル (PVC)

ポリ塩化ビニル (PVC) は、今日の市場で最も一般的に使用されているポリマーの 1 つです。真っ白で非常に硬い PVC は、世界で最も古いプラスチックの 1 つでもあります。 PVC は 1872 年に初めて合成されましたが、1913 年にフリードリッヒ・ハインリッヒ・アウグスト・クラッテという名前のドイツの発明家が太陽光を利用して塩化ビニルを重合するまで、商業用途に使用できるようになりませんでした。

1900 年代半ばまでに、天然ゴムに代わる手頃な価格の代替品の需要が急増し、PVC の生産が急増しました。 PVC は、耐光性、耐薬品性、耐食性から建設業界で特に人気がありました。今日でも、PVC は医療、IT、輸送、繊維、建設で広く使用されています。ポリ塩化ビニルの製造方法から最も一般的な用途まで、ポリ塩化ビニルについて知っておくべきことはすべてここにあります。

ポリ塩化ビニルとは?

PVCは、塩化ビニルモノマーの重合によって製造されます。塩化ビニルモノマーの製造には、塩水の電気分解による塩素の生成が含まれます。塩素は次にエチレンと結合して二塩化エチレンを生成し、これは非常に高温で塩化ビニルモノマーに変換されます。次に、その塩化ビニルモノマーを重合して PVC を形成することができます。

PVC は、主に 2 つの形態で製造されます。可塑化されていないポリマーと柔軟なプラスチックです。可塑化されていない状態では、PVC は硬いですが脆いです。一方、柔軟なフォームは柔らかく、曲げやすくなっています。柔軟な PVC は、硬質の PVC にフタル酸エステルなどの可塑剤を加えることによって作られます。

一般的に言えば、硬質 PVC は建設、配管、農業などの用途に使用され、軟質 PVC はゴムの代替品や電気ケーブルの絶縁などの用途に使用されます。

ポリ塩化ビニルの特性と機械的仕様

PVC は、強度対重量比が高く、電気絶縁性と断熱性に優れているため、多くの用途で好まれています。さらに、硬質 PVC は 60℃ までの温度で溶融することなく使用でき、接着、溶接、機械加工、曲げ、成形が容易です。さらに、PVC 製の製品はリサイクル可能ですが、塩素含有量が高いためにリサイクルが難しく、リサイクル プロセスによっては化学組成が変わる可能性があります。

フレキシブル PVC は、まったく異なる一連の物理的および機械的特性を備えています。軟質 PVC は耐薬品性がはるかに低く、高温では硬質 PVC よりもはるかに速く劣化する傾向があります。とはいえ、軟質 PVC は硬質 PVC よりも加工が容易であり、その柔軟性と高い衝撃強度により、多くの用途に好まれています。ただし、柔軟な PVC は、可塑化に化学物質が使用されることがあるため、食品関連の用途には適していません。

全体として、PVC は非常に用途が広く耐久性のある素材であり、多くの代替品よりも手頃な価格です。その機械的特性には次のようなものがあります:

• 引張強度 :7,500 psi
• 引張弾性率 :411,000 psi
• 曲げ強度 :12,800 psi
• 曲げ弾性率 :481,000 psi
• 硬度 :115 ロックウェル R

ポリ塩化ビニルの一般的な用途

PVC、特に硬質 PVC は、今日の商業用途で最も人気があり重要な熱可塑性樹脂の 1 つであり、数え切れないほどの商用および産業用途があります。硬質 PVC の最も一般的な用途には、パイプ、屋根材、配電ボックス、スイッチ、プラグ ハウジング、バッテリー端子などがあります。硬質 PVC は、ボトル、カーテン レール、オーディオおよびビデオテープ ケース、レコード、クレジット カードなどの消費財にも見られます。

柔軟な PVC には、その機械的特性により、さまざまな用途があります。軟質 PVC は、防水膜、ケーブル絶縁、ルーフ ライニング、配線絶縁、コンベア ベルト、およびホースの製造に使用されます。特に、柔軟な PVC は、輸血、点滴、透析液用の酸素テント、バッグ、チューブなど、数多くの医療用途にも使用されています。

ポリ塩化ビニルを選ぶ理由

ポリ塩化ビニルは、耐久性があり、手頃な価格で、木材、金属、ゴム、ガラスなどの従来の建材に代わる多用途の素材です。さらに、PVC はリサイクル可能で、硬質な形状で毒性がなく、耐火性があり、非導電性です。耐薬品性もあるため、下水配管によく使用されます。

ただし、一部の他のプラスチックは、PVC よりも高い融点またはより効果的な絶縁特性を持っています。プロジェクトによっては、別のプラスチックの方が適切な場合があります。たとえば、PET プラスチックは、食品包装に頻繁に使用される柔軟な PVC に代わる非毒性の代替品です。

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