پلی وینیل کلراید بدون پلاستیک (UPVC) چیست؟
پلی وینیل کلراید که به طور گسترده‌ای به اختصار PVC شناخته می‌شود، یکی از مهمترین و قدیمی‌ترین پلیمرهای تولید شده در صنعت است. امروزه بسیاری از فعالیت‌های صنعتی و ساختمانی بدون PVC قابل تحقق نیست. پی وی سی معمولی (پلی وینیل کلراید) یک پلاستیک معمولی، قوی اما سبک وزن است که در ساخت و ساز استفاده می شود. (برای آشنایی و کسب اطلاعات بیشتر درباره PVC مقاله "
لوله PVC چیست؟ کاربرد پی وی سی و انواع آن" را مطالعه کنید.)
این ماده با افزودن نرم کننده‌ها نرم‌تر و انعطاف پذیرتر می‌شود. اگر نرم‌کننده به PVC اضافه نشود، به عنوان (Unplasticised Poly Vinyl Chloride) UPVC (پلی وینیل کلرید غیر پلاستیک)، PVC سفت و سخت یا سایدینگ وینیل(vinyl siding) در ایالات متحده شناخته می‌شود. به عبارتی دیگر PVC پلیمری است که تقریباً 56٪ وزن آن را کلر تشکیل می‌دهد. این ماده با مواد افزودنی به ماده‌ای قابل پردازش و استفاده تبدیل می‌شود. دو نوع ماده PVC وجود دارد. PVC نرم (PVC-P) ، تولید شده با افزودن نرم‌کننده‌ها (مانند فتالات) و PVC سخت ، به اصطلاح PVC بدون پلاستیک (UPVC) که به عنوان لوله پلیکا استفاده می‌شود. UPVC یک ترموپلاستیک آمورف است. مخفف Unplasticized PVC است ، به این معنی که هیچ نرم‌کننده ( انواع موادی که برای شل کردن رنگ و خمیر پلاستیکی و غیره به کار می‌روند و باعث افزایش انعطاف پذیری ، کاهش ویسکوزیته یا اصطکاک می‌شوند) به ترکیب PVC اضافه نشده است. این ماده رایج‌ترین نوع PVC برای لوله‌ها و اتصالات از جمله لوله آبرسانی، پسماند، لوله فاضلاب ساختمان، زهکشی زیرزمینی و کاربردهای صنعتی بوده و ویژگی‌های قطعات آن به شدت به ترکیب فرمول و نحوه پردازش آنها بستگی دارد .
UPVC چگونه ساخته می شود؟
مواد اولیه
- عنصر اصلی در ساخت لوله UPVC با کیفیت، ماده اولیه رزین- PVC است.
- Suspension Grade PVC (نوعی از پی وی سی که ساختاری متخلخل مشابه ذرت بوداده دارد. بدین ترتیب آماده پذیرش مواد دیگر چون روان‌کننده، تثبیت کننده و... است) یکی دیگر از اجزای اصلی ساخت لوله UPVC است. از مهمترین ویژگی‌های این ماده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.:
- پایداری حرارتی عالی (سبب می شود محصولات خروجی، کیفیت تضمین شده‌ای داشته باشند)
- یکنواختی (از نظر اندازه ذرات و وزن مولکولی)
- محتوای کم VCM
- محتوای کم ماده‌ی فرار
- علاوه بر مواد ذکر شده، تثبیت کننده‌ها، روان کننده‌ها، پرکننده‌ها، رنگدانه‌ها و غیره نیز در ترکیب لوله UPVC وجود دارند.
مراحل ساخت لوله UPVC
ترکیبات اولیه PVC با استفاده از جدیدترین تجهیزات پیشرفته وارد مخزن اکسترود شده و سپس قالب گیری می‌شوند. لوله UPVC درون ماشین‌های خطی خودکار، فرآیند ساخت را طی کرده و پس از عبور از دستگاه خنک کننده توسط دستگاه اتوماتیک در اندازه‌های استاندارد بریده می‌شود. در انتها لوله از بخش چاپگر عبور کرده و تمام اطلاعات از جمله شرکت سازنده, نوع لوله, اندازه، قطر و... به صورت خطی بر روی آنها درج می‌شود. سپس برای جلوگیری از تاب برداشتن، قطعات لوله در تعداد مشخص بسته‌بندی می‌شوند.
اتصالات UPVC
فرآیند ساخت اتصالات پی وی سی سفت و سخت مشابه فرآیند ساخت لوله پی وی سی است. تنها تفاوت در این است که پس از ترکیب رزین پی وی سی، مواد از طریق دستگاه‌های مدرن قالب‌گیری تزریقی اتوماتیک، قالب‌گیری می‌شوند. سپس به درون قالب‌های طراحی شده ویژه جریان می‌یابند. قطعات قالب‌گیری شده پس از تحمل فشار بالا و دمای مشخص به بخش خنک کننده منتقل می‌شوند. سپس اتصالات لوله از دستگاه خارج شده و برای آزمایش به قسمت کنترل کیفی ارسال می‌شوند.
UPVC و PVC چه تفاوت‌هایی دارند؟
در ساختمان
PVC به عنوان یک پلاستیک انعطاف پذیر برای تولید انواع لوله استفاده می‌شود. لوله پی وی سی بزرگتر، اغلب در لوله‌کشی برای توزیع آب غیر شرب استفاده می‌شود. از لوله پی وی سی می‌توان برای عایق کاری کابل‌های برق نیز استفاده کرد.
UPVC به عنوان جایگزینی برای چوب در ساخت و ساز قاب‌های پنجره دو جداره و طاقچه‌های پنجره استفاده می‌شود. این ماده در ایالات متحده به عنوان سایدینگ وینیل نیز شناخته می‌شود، یک ماده همه کاره که می‌تواند در رنگ‌های مختلف تولید شود یا شبیه به سایر مواد (به عنوان مثال چوب) باشد. همچنین از UPVC به جای چدن برای انواع خاصی از لوله‌کشی‌های سنگین و زهکشی نیز استفاده می‌شود.
لوله‌کشی ساختمان
PVC به عنوان جایگزینی مناسب برای لوله‌های مسی و آلومینیومی استفاده می‌شود و در خطوط فاضلاب، سیستم‌های آبیاری و سیستم‌های لوله‌کشی استخر کاربرد گسترده‌ای دارد. این لوله به راحتی به قطعات کوچکتر بریده می‌شود و می‌توان آنها را با کمک چسب به هم متصل کرد. بدین ترتیب جایگزین مناسبی برای لوله فلزی محسوب می‌شوند.
UPVC در اکثر انواع لوله پلاستیکی استفاده می‌شود، زیرا به طرز فوق العاده‌ای در برابر فرسایش شیمیایی مقاوم است و دارای دیواره‌های داخلی صاف‌تری است که به جریان آب کمک می‌کند. همچنین در طیف وسیعی از دماها و فشارهای کاری عملکرد خوبی از خود نشان می‌دهد. در ایالات متحده ، PVC پلاستیک انتخابی برای لوله فاضلاب و حمل و نقل آب غیر قابل شرب در نظر گرفته می‌شود.
مهمترین ویژگی‌های UPVC چیست؟
لوله UPVC به عنوان یکی از پرمصرف ترین انواع لوله در صنعت ساختمان محسوب می‌شود. از بارزترین ویژگی‌های این لوله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مقاومت در برابر خوردگی و مواد شیمیایی
- هیچ تاثیری بر کیفیت آب آشامیدنی ندارد
- امنیت بیولوژیکی ؛ هیچ پشتیبانی از رشد میکروبی نمی‌کند
- مقاومت کششی مکانیکی بالا با مقاومت در برابر ضربه
- کاهش اصطکاک به دلیل سطح صاف داخلی
- سطح متخلخل کمتر، به طور قابل توجهی باعث کاهش تعمیر و نگهداری راحت می‌شود
- طول عمر بالا
- عدم تغییر رنگ با گذشت زمان
- قابل بازیافت
- ضریب هدایت حرارتی پایین‌تری نسبت به لوله فلزی دارد. بنابراین مایعات دمای ثابت‌تری را حفظ می‌کنند.
در میان موارد ذکر شده برخی از ویژگی‌ها مهم‌تر بوده که به اختصار به توضیح آن می‌پردازیم:
ویژگی‌های مکانیکی
به دلیل فعل و انفعال قوی بین اتم‌های کلر در زنجیره پلیمر ، UPVC مقاومت کششی و سختی بالایی دارد.
مقاومت شیمیایی و جوی
این نوع لوله در برابر تأثیر اکثر اسیدهای معدنی، بازها، محلول‌های نمک، محلول‌های هیپوکلریت سدیم، هیدروکربن‌های آلیفاتیک مقاومت بالایی دارد. UPVC به طور کلی در برابر حلال‌های معطر یا کلر، استرها و کتون‌ها دارای ضعف است. به همین منظور استفاده از آن برای حمل و نقل گازها توصیه نمی‌شود. تأثیر طولانی مدت نور مستقیم خورشید و همچنین باد و باران به صورت سطحی به مواد آسیب می‌رساند. اما لوله UPVC از مقاومت بالایی در برابر شرایط جوی برخوردار است. UPVC علی‌رغم مقاومت بسیار خوب در برابر هوا در برابر اشعه ماورا بنفش، مقداری از مقاومت خود را از دست می‌دهد. بدین ترتیب استفاده از آن در مواردی که در معرض نور شدید خورشید قرار دارد، توصیه نمی‌شود.
خواص حرارتی
UPVC مقاومت بسیار خوبی را در محدوده دما از C 0 تا 60 نشان می‌دهد. در دماهای پایین مقاومت به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. استحکام کششی و سختی آن نیز با افزایش دما کاهش خواهد یافت. ضریب انبساط حرارتی UPVC به وضوح بالاتر از فلزات است. از بین تمام مواد مورد استفاده برای تاسیسات لوله‌کشی صنعتی، UPVC یکی از کمترین ضرایب انبساط را دارا است. مشابه تمام پلیمرها ، UPVC عایق حرارتی خوبی نیز هست.
UPVC در چه مواردی استفاده می‌شود؟
استفاده از اتصالات و لوله PVC پلاستیکی فواید زیادی دارد. اولین و مهمترین آنها سبکی، مقرون به صرفه بودن و کاربرد آسان آنها است. این امر سبب می‌شود ترکیبات UPVC به گزینه‌ای مناسب برای حمل آب آشامیدنی تبدیل شوند. مقاومت مکانیکی، شیمیایی بالا و مقاومت در برابر اشعه ماورا بنفش موجب دوام بیشتر این محصولات نیز شده است. یکی دیگر از جنبه‌های قابل توجه UPVC قابلیت بازیافت آن است. به همین دلیل این ماده سازگارترین ماده با محیط زیست برای استفاده به عنوان لوله فاضلاب به حساب می‌آید.