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ポリ塩化ビニル(PVC)の製造プロセスと用途:基礎から応用まで

PVCの概要と需要

ポリ塩化ビニル(PVC)は、配管(24%)、フィルム・シート(19%)、プロファイル・チューブ(17%)、電線被覆(10%)、ボトル(8%)、床材(5%)、合成皮革(4%)等、建設・輸送・包装・電気・医療分野で幅広く使用される汎用プラスチックです。安全性・快適性・資源効率の向上に寄与しています。

発見の歴史

化学的・熱的性質

製造プロセス(3ステップ)

ステップ1:1,2-ジクロロエタン(EDC)製造

塩素(食塩電解由来)とエチレン(ナフサクラッキング由来)を直接反応

C₂H₄ + Cl₂ → C₂H₄Cl₂

ステップ2:ビニルクロリドモノマー(VCM)製造

EDCを500℃以上の熱分解炉で分解

C₂H₄Cl₂ → C₂H₃Cl + HCl

副生HClはエチレンと酸素存在下でオキシ塩素化し、再びEDCに再生(循環プロセス)

2HCl + C₂H₄ + ½O₂ → C₂H₄Cl₂ + H₂O

全体式:2C₂H₄ + Cl₂ + ½O₂ → 2C₂H₃Cl + H₂O

ステップ3:PVC重合

VCMの付加重合(懸濁重合法が主流、他に溶液・バルク・エマルション法)

nC₂H₃Cl → (C₂H₃Cl)ₙ

重合度(DP)と分子量分布を制御し、用途別グレードを生産

主要用途分野

環境・リサイクル

焼却時のダイオキシン生成懸念から、適正焼却・ケミカルリサイクル(VCM回収)・マテリアルリサイクル技術が確立されつつあります。フタル酸エステル系可塑剤から非フタル酸系への移行も進行中。

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