Chlorowany Polichlorek Winylu (CPVC) – Właściwości i Zastosowania

Szczegóły: Opublikowano: 16. December 2025

Polichlorek winylu (PVC) jest obecnie jednym z najczęściej stosowanych materiałów termoplastycznych w wielu sektorach przemysłowych oraz w codziennym życiu każdego z nas. Jest to polimer termoplastyczny, wytwarzany w wyniku polimeryzacji chlorku winylu i może być produkowany z surowca naftowego lub etylenu. Warto wiedzieć, że PVC to biały, kruchy materiał stały (przed dodaniem plastyfikatorów) dostępny w postaci proszku lub granulek.

Co to jest Poli(chlorek winylu)?

Poli(chlorek winylu) jako pierwszy odkrył niemiecki chemik Eugen Baumann w 1872 roku. Materiał został opatentowany kilkadziesiąt lat później, w 1913 roku, kiedy to Niemiec Friedrich Klatte wynalazł nową metodę polimeryzacji za pomocą światła słonecznego. Dopiero w 1926 roku wynalazła Waldo Semon wraz z BF Goodrich Company opracował skuteczną metodę uplastyczniania PVC, poprzez mieszanie go z różnymi dodatkami. PVC to tworzywo termoplastyczne, które składa się z żywicy PCW zmieszanej w różnych proporcjach ze smarami, pigmentami, plastyfikatorami, stabilizatorami, środkami uławiającymi przetwarzanie.

Określenia i Skróty

Poli(chlorek winylu) jest poprawną i pełną nazwą dla tego tworzywa. Potocznie dla określenia poli(chlorku winylu) używa się skrótów: polichlorek winylu, PCV, PVC, PCW. PCV - w chemii organicznej to poli(chlorek) winylu, czyli łańcuchowe cząsteczki chlorku winylu. Jest to właściwa forma skrótu (tzw. skrótowiec) tego tworzywa i jest ona rozwinięciem angielskiej nazwy Poli Vinyl Chloride. Polichlorek winylu (PVC, PCW) - nazwa ta jest niepoprawna, chociaż jest potocznie używana przez klientów i producentów.

Metoda Otrzymywania Polichlorku Winylu

Poli(chlorek winylu) otrzymywany jest w wyniku polimeryzacji chlorku winylu. Polimeryzacja to proces wytwarzania materiału polimerowego. PVC może być produkowany poprzez jeden z trzech procesów polimeryzacji do których zalicza się:

polimeryzację suspensyjną
polimeryzację luzem
polimeryzację emulsją

Podstawowe Formy PVC

Jak dowiedzieliśmy się z pierwszej części artykułu, PVC to tworzywo termoplastyczne otrzymywane w wyniku polimeryzacji chlorku winylu. Dostępny jest w dwóch, najczęściej spotykanych kategoriach:

Przeczytaj także: Zastosowanie polichlorku winylu (PVC)

poli(chlorek winylu) sztywny (twardy) - właściwości tego tworzywa sprawiają, że służy do izolacji kabli elektrycznych i jest dobrą alternatywą dla gumy;
poli(chlorek winylu) elastyczny (miękki) - szerokie zastosowanie w budownictwie i hydraulice;

Poniżej przedstawiamy więcej rodzajów podstawowych form PVC:

Plastyfikowany lub elastyczny PVC (PVC-P): Zakres gęstości plastyfikowanego PVC wynosi 1,1-1,35 g/cm³. Tworzony przez dodanie do PVC odpowiednich plastyfikatorów, które obniżają krystaliczność. Posiada doskonałą przepuszczalność światła oraz dzięki temu, że jest bardziej elastyczne - łatwo poddaje się obróbce i kształtowaniu.
Nieplastyfikowany lub sztywny PVC (UPVC, PVC-U, uPVC): Jego zakres gęstości wynosi 1,3-1,45 g/cm³. Wykazuje właściwości takie jak: wysoka odporność na uderzenia, wodę, warunki atmosferyczne, chemikalia i środowisko korozyjne. Jest sztywnym i tanim materiałem.
Chlorowany polichlorek winylu lub perchlorowinyl (CPVC, PVC-C): To tworzywo uzyskane przez chlorowanie żywicy PVC. Dzięki wysokiej zawartości chloru materiał jest trudnopalny, wytrzymuje szerszy zakres temperatur, zapewnia wysoką trwałość i stabilność chemiczną.
Zorientowany molekularnie PVC lub PVC-O: Odpowiedni proces produkcji pozwala na uzyskanie materiału o ulepszonych właściwościach fizycznych, takich jak: sztywność, odporność na zmęczenie, mniejsza waga w porównaniu z innymi produktami PVC. Optymalny materiał do produkcji rur.
Modyfikowany PVC lub PVC-M: Jest to mieszanka PVC utworzona przez dodanie środków modyfikujących, co skutkuje zwiększoną wytrzymałością i udarnością.

Właściwości i Zalety Tworzywa PVC

Trwałość: Polichlorek winylu to tworzywo sztuczne odporne na czynniki atmosferyczne, korozję, wstrząsy, ścieranie, zginanie. Produkty z PVC charakteryzują się długą żywotnością i doskonale sprawdzają się do użytku na zewnątrz.
Właściwości mechaniczne: PVC charakteryzuje się wysoką wytrzymałością mechaniczną i odpornością na działanie trudnych warunków atmosferycznych.
Ognioodporność: Ten syntetyczny polimer plastiku ze względu na wysoką zawartość chloru posiada właściwości samogasnące. Nie ulega spalaniu. Dzięki temu, że produkty z PVC gasną same, często korzysta się z nich np. podczas wykonywania instalacji w budynkach.
Właściwości elektryczne: Oprócz tego, że PVC charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, to cechuje go także dobra wytrzymałość dielektryczna. Jest dobrym materiałem izolacyjnym oraz świetnie izoluje światło i dźwięk.
Odporność chemiczna: Ten polimer syntetyczny jest odporny na większość nieorganicznych chemikaliów. Wykazuje bardzo dobrą odporność w kontakcie z rozcieńczonymi kwasami i zasadami, węglowodorami alifatycznymi. PVC jest również odporny na działanie roztworów soli, szeregu rozpuszczalników, benzyny, olejów mineralnych.
Ekonomiczne rozwiązanie: Dobre właściwości mechaniczne i fizyczne, właściwości termoplastyczne i dielektryczne, izolacja cieplna, długa żywotność - to tylko niektóre korzyści z zastosowania tworzywa PVC. Poli(chlorek winylu) wymaga niewielkiej konserwacji, a jego cena w stosunku do jakości i wydajności jest bardzo korzystna.

Produkty wykonane z PVC w 100% nadają się ro recyklingu, co przynosi korzyści dla środowiska. Oznacza się je kodem #3. Wyróżnia się trzy sposoby recyklingu:

recykling mechaniczny (rozdrabnianie, przesiewanie, mielenie)
recykling chemiczny (rozbija polimer na monomery i inne substancje)
recykling surowców (termiczna obróbka strumienia odpadów PVC z odzyskiem chlorowodoru)

Z PVC z recyklingu produkuje się m.in.: segregatory, folie, opakowania, kable, podkłady dywanowe, rury.

Zastosowanie Polichlorku Winylu (PVC)

Polichlorek winylu znajduje zastosowanie w rurach (np. do ścieków), urządzeniach medycznych, zabawkach, wężach ogrodowych, kurtynach powietrznych bram przemysłowych, izolacji przewodów i kabli, budownictwie (np. do produkcji profili okiennych i drzwiowych). W zależności od rodzaju użytego PVC uzyskuje się różne wyroby jako produkty gotowe lub półprodukty. W różnych gałęziach gospodarki, w tym w branży budowlanej, PVC z powodzeniem zastępuje inne materiały, takie jak: metal, guma, drewno, ceramika.

Przykłady Zastosowań PVC

Branża budowlana: stolarka okienna i drzwiowa, pokrycia dachowe, rury, izolacje kabli, szklarnie, membrany wodoodporne, listwy wykończeniowe, parapety.
Zastosowania domowe: laminaty, boki szuflad, podłogi, okładziny ścienne, zasłony prysznicowe, węże.
Przemysł motoryzacyjny: oparcia siedzeń samochodowych, uszczelki okienne, podsufitki, izolacja przewodów, wykończenia dekoracyjne.
Przemysł tekstylny: kamizelki ratunkowe, wodoszczelna odzież dla rybaków, kalosze, fartuchy.
Branża medyczna: strzykawki, dreny, cewniki, worki na krew, sondy.
Branża elektryczna: rury izolacyjne, przełączniki, zaciski akumulatorów, gniazda, wtyczki, osłony.

PVC-U i PVC-C - Różnice i Zastosowania

Nieplastyfikowany polichlorku winylu (PVC-U) używany do produkcji komponentów instalacji ciśnieniowych jest wykorzystywany wszędzie tak gdzie liczy się wysoka odporność chemiczna, odporność na korozję przy niewymagających temperaturach tłoczonego medium. Jeżeli potrzebujemy materiału odpornego na wyższe temperatury to z pomocą przychodzi nam tak zwany chlorowany polichlorek winylu (PVC-C). Ta niewielka modyfikacja chemiczna pozwala na uzyskanie większej odporności na wysokie temperatury, lepszej obojętności chemicznej i większej wytrzymałości mechanicznej niż w przypadku klasycznego lub nieplastyfikowanego PVC. W porównaniu do innych materiałów PVC-C charakteryzuje się również niską przewodnością cieplną. Niska przewodność cieplna może sprawić, że PVC-C będzie decydującym materiałem w tak zwanej transformacji ekologicznej.

Przeczytaj także: Właściwości Super Chlorowanego Lateksu

PVC-U (unplasticized polyvinyl chloride) to nieplastyfikowany polichlorek winylu, czyli tworzywo sztuczne charakteryzujące się wyjątkową sztywnością i odpornością na czynniki chemiczne. PVC-C (chlorinated polyvinyl chloride), czyli chlorowany polichlorek winylu, to materiał o ulepszonych właściwościach termicznych i chemicznych.

Wybór między PVC-U a PVC-C zależy przede wszystkim od warunków, w jakich instalacja będzie pracować. PVC-U jest świetnym rozwiązaniem dla systemów wodociągowych, kanalizacyjnych i przemysłowych, gdzie temperatura nie przekracza 60°C. PVC-C natomiast sprawdzi się wszędzie tam, gdzie kluczowa jest wysoka odporność termiczna i chemiczna.

Modyfikacja Właściwości PVC

Żywica polichlorku winylu uzyskana w wyniku polimeryzacji jest wyjątkowo niestabilna ze względu na niską stabilność termiczną i wysoką lepkość stopu. Zanim więc materiał zostanie przetworzony na gotowe produkty, musi najpierw zostać zmodyfikowany. Właściwości PVC poprawia się lub modyfikuje poprzez dodatki, takie jak stabilizatory UV, stabilizatory termiczne, modyfikatory udarności, wypełniacze, środki ograniczające palność, pigmenty itp. To, jaki dodatek, należy wybrać w celu poprawy lub modyfikacji właściwości, zależy od końcowego zastosowania materiału.

Dodatki Stosowane w PVC

W pierwszej części artykułu zostały opisane dwie największe grupy środków pomocniczych. Środki smarujące (środki poślizgowe, smary) - o ich znaczeniu w przetwórstwie świadczy ich wielkość zużycia. tzw. „smary zewnętrzne”, powodująredukcję tarcia i przylegania kompozycji do powierzchni metalowych urządzeń przetwórczych. Są to m.in. tzw. „smary wewnętrzne”, powodujązmniejszenie tarcia pomiędzy płynącymi jednostkami stopu podczas przetwórstwa, redukują lepkość stopu oraz ciepło tarcia. PVC nieplastyfikowany charakteryzuje się niską udarnością nawet w temperaturze pokojowej. Modyfikatory udarności poli(chlorku winylu) stanowią dodatki polimeryczne zwiększające odporność materiału na uderzenia. Powodują one zwiększenie zdolności do pochłaniania oraz rozpraszania energii uderzenia przez materiał obniżając tym samym ich skłonność do pękania. W kompozycjach z polichlorku nieplastyfikowanego oprócz modyfikatorów udarności są stosowane środki poprawiające właściwości reologiczne (płynięcie stopionego tworzywa) we wszystkich etapach kompandowania i przetwórstwa.

Jako modyfikatory płynięcia stosuje się polimery akrylowe (metakrylany lub akrylany) lub kopolimery styrenu zawierające metakrylan (MMa/EA). W przeciwieństwie do modyfikatorów udarności dodatki do PCW te nie wpływają na właściwości fizyczne wyrobów finalnych. Modyfikatorów płynięcia nie należy stosować w PVC-P. Dodatek modyfikatorów płynięcia wpływa m.in. Napełniacze w kompozycjach PVC są stosowane w zasadzie ze względów ekonomicznych (stosuje się je w celu obniżenia kosztów wytwarzania wyrobu z PVC), jednak w niektórych wypadkach wpływają one również modyfikująco na właściwości wyrobu końcowego. Dobry napełniacz powinien mieć odpowiednie uziarnienie - średnia wielkość ziarna ok. l mikrometra, powinien być jednorodny pod względem uziarnienia, charakteryzować się niską absorpcją zmiękczacza, zawierać mało zanieczyszczeń, oraz dużą białością np. w przypadku kredy. Bardzo drobny (o wymiarach w nanometrach) powlekany strącany węglan wapnia wykazuje pożądane właściwości w zastosowaniach do wyrobów z nieplastyfikowanego PVC (PVC-U). Strącany węglan wapnia o wymiarach nano wpływa na poprawienie odporności wyrobów na starzenie w warunkach naturalnych, a także na podwyższenie stabilności termicznej. Pigmenty nieorganiczne spełniają wymagania wysokiej odporności na podwyższone temperatury i trwałości wybarwienia podczas eksploatacji, natomiast pigmenty organiczne spełniają wymagania kolorystyczne. Ze względów ekonomicznych składy mieszanin są dobierane tak, aby miały one możliwie najlepsze właściwości przetwórcze, a otrzymane tworzywo charakteryzowało sie zespołem właściwości odpowiednich dla danych zastosowań.

Przeczytaj także: Zastosowanie chlorowanych dezynfektantów

Zalety Chlorowanego Polichlorku Winylu (PVC-C)

Chlorowany polichlorek winylu jest materiałem pokrewnym z PVC-U i jako taki zachowuje wszystkie jego zalety wykorzystywane w instalacjach ciśnieniowych. Dzięki swojej budowie chemicznej PVC-C posiada wyższą odporność cieplną (do 80°C) niż PVC-U oraz lepszą wytrzymałość mechaniczną. PVC-C dzieli z PVC-U właściwości, takie jak długa żywotność, brak korozji elektrolitycznej, gładkość powierzchni wewnętrznych. Duża gładkość powierzchni wewnętrznej zapewnia niskie opory przepływu a co za tym idzie niskie straty liniowe. Dodatkowo odporność na obrastanie osadami oraz korozję redukuje zjawisko zmniejszania się przekroju rur w trakcie eksploatacji instalacji.

PVC-C wykazuje doskonałą odporność chemiczną na dużą część substancji chemicznych wykorzystywanych w przemyśle w tym roztwory glikolu, węglowodory alifatyczne, kwasy alkalia czy podchlorynu sodu. PVC-C nie jest odporny na węglowodory aromatyczne i chlorowane, rozpuszczalniki, estry i ketony. Przed wyborem systemu wykonanego z PVC-C należy sprawdzić odporność chemiczną w poniższej tabeli.

Systemy rurowe wykonane z PVC-C wykazują dużą odporność na warunki atmosferyczne i promieniowanie UV. Elementy długotrwale wystawione na promieniowanie słoneczne mogą ulec odbarwieniu oraz zwiększa się ich podatność na uszkodzenia mechaniczne. Rury i kształtki wykonane z PVC-C mogą być malowane powłokami na bazie wody w celu ich ochrony przed promieniowaniem UV.

Powyższe cechy sprawiają, że system rurociągów z PVC-C z powodzeniem stosuje się w warunkach silnie korozyjnych w których instalacje ze stali nierdzewnej wykazują znacznie niższą żywotność. Elementy systemów z PVC-C najlepiej łączyć agresywnymi klejami rozpuszczalnikowymi. Inne metody to połączenia gwintowane, kołnierzowe.

Wady Polichlorku Winylu

Polichlorek winylu, pomimo swoich licznych zalet, ma również pewne wady, które warto wziąć pod uwagę. Jednym z głównych problemów jest jego podatność na działanie wysokich temperatur. W warunkach obróbki termicznej PVC może ulegać degradacji, co wpływa na jego trwałość i właściwości mechaniczne. Ponadto, podczas procesu produkcji lub spalania, polichlorek winylu może emitować substancje szkodliwe dla zdrowia i środowiska, takie jak dioksyny i furany. Te toksyczne związki chemiczne stanowią poważne zagrożenie, jeśli nie są odpowiednio kontrolowane.

Dodatkowo PVC jest podatny na uszkodzenia mechaniczne, takie jak pęknięcia czy rozciąganie. Choć jest to materiał wytrzymały, w niektórych zastosowaniach może wymagać dodatkowego wzmocnienia lub ochrony, aby zapobiec uszkodzeniom. Warto również pamiętać, że niektóre dodatki stosowane w produkcji PVC mogą wpływać na jego właściwości, co może być zarówno zaletą, jak i wadą, w zależności od konkretnego zastosowania.

tags: #chlorowany #polichlorek #winylu #właściwości