PVC プラスチック: ポリ塩化ビニル

製造、特性、用途、および環境への懸念

マガン/ゲッティイメージズ

ポリ塩化ビニル (PVC) は、無臭で、固体で、もろく、一般的に白色の一般的な熱可塑性樹脂です。現在、世界で 3 番目に広く使用されているプラ​​スチック (ポリエチレンとポリプロピレンに次ぐ) にランクされています。 PVC は、配管や排水の用途で最も一般的に使用されていますが、ペレットの形や粉末状の樹脂としても販売されています。

PVCの用途

PVC の使用は、住宅建設業界で優勢です。これは、金属パイプ (特に銅、亜鉛メッキ鋼、または鋳鉄) の代替品または代替品として定期的に採用されており、腐食によって機能が損なわれ、メンテナンス コストが増大する可能性がある多くの用途で使用されています。住宅用途に加えて、PVC は地方自治体、産業、軍事、および商業プロジェクトにも日常的に使用されています。

一般に、PVC は金属パイプよりもはるかに扱いやすいです。簡単なハンドツールで必要な長さにカットできます。フィッティングとパイプコンジットは溶接する必要はありません。パイプは、ジョイント、溶剤セメント、および特殊な接着剤を使用して接続されます。 PVC のもう 1 つの利点は、可塑剤が追加された一部の製品は、硬いのとは対照的に、より柔軟で柔軟であるため、取り付けが容易になることです。 PVC はまた、柔軟な形と硬い形の両方で広く使用されています。 絶縁 ワイヤーやケーブルなどの電気部品に。

ヘルスケア業界では、PVC は、栄養チューブ、血液バッグ、静脈 (IV) バッグ、透析装置の部品、およびその他の多数のアイテムの形で見られます。このような用途は、フタル酸エステル類 (柔軟なグレードの PVC およびその他のプラスチックを生成する化学物質) が PVC 配合に追加された場合にのみ可能であることに注意してください。

レインコート、ビニール袋、子供のおもちゃ、クレジット カード、ガーデン ホース、ドアや窓枠、シャワー カーテンなど、一般的な消費者向け製品 (ご家庭で目にする可能性が高いものをいくつか挙げるとすれば) も、PVC で作られています。いずれかの形式。

PVCの製造方法

プラスチックは確かに人工素材ですが、PVC に含まれる 2 つの主な成分である塩と油は有機物です。 PVC を製造するには、まず、天然ガスの派生物であるエチレンを「原料」と呼ばれるものから分離する必要があります。化学業界では、 石油 メタン、プロピレン、ブタンなど、数多くの化学物質の原料として最適です。 (天然原料には、エタノールの代替原料であるトウモロコシやサトウキビとともに、炭化水素燃料の一般的な原料である藻類が含まれます。)

エタノールを分離するために、液体石油を蒸気炉で加熱し、極圧下に置き (熱分解と呼ばれるプロセス)、原料中の化学物質の分子量に変化をもたらします。その分子量を変更することにより、エチレンを識別、分離、および収穫することができます。それが完了すると、液体の状態に冷却されます。

次の工程は、海水中の塩分から塩素成分を抽出することです。塩水溶液に強い電流を流すと（電気分解）、塩素分子に電子が追加され、再び塩素分子を識別、分離、抽出することができます。

これで主要なコンポーネントができました。

エチレンと塩素が出会うと、化学反応によって二塩化エチレン (EDC) が生成されます。 EDC は 2 番目の熱分解プロセスを受け、塩化ビニル モノマー (VCM) が生成されます。次に、VCM を触媒を含む反応器に通し、VCM 分子を結合 (重合) させます。 VCM 分子が結合すると、すべてのビニル化合物のベースとなる PVC 樹脂が得られます。

カスタムの硬質、柔軟、またはブレンドされたビニル化合物は、樹脂を可塑剤、安定剤、および改質剤のさまざまな配合と混合して作成され、色、質感、柔軟性から極端な天候や紫外線条件での耐久性まで、あらゆるものを含む望ましい特性を実現します。

PVCの利点

PVC は、軽量で可鍛性があり、一般的に取り扱いや設置が簡単な低コストの素材です。他の種類に比べてポリマー、その製造プロセスは、原油や天然ガスの使用に限定されません。 (PVC は再生不可能なエネルギーに依存していないため、PVC は「持続可能なプラスチック」であると主張する人もいます。)

また、PVC は耐久性があり、腐食やその他の劣化の影響を受けないため、長期間保管することができます。その処方は、さまざまな業界やアプリケーションで使用するためにさまざまな形式に簡単に変換できます。これは間違いなくプラスです. PVC は化学的安定性も備えています。これは、PVC 製品がさまざまな種類の化学物質を含む環境で使用される場合に重要な要素です。この特性により、化学物質が導入されたときに PVC が大きな変化を起こすことなく、その特性を維持することが保証されます。その他の利点は次のとおりです。

• 生体適合性
• 明瞭さと透明性
• 化学応力割れに対する耐性
• 低熱 導電率
• メンテナンスはほとんどまたはまったく必要ありません

熱可塑性樹脂として、PVC はリサイクルしてさまざまな業界向けの新製品に変換できますが、PVC の製造にはさまざまな配合が使用されるため、必ずしも簡単なプロセスではありません。

PVCの短所

PVC には 57% もの塩素が含まれている可能性があります。石油製品に由来する炭素も、その製造によく使用されます。製造中、火にさらされたとき、または埋め立て地で分解されるときに潜在的に放出される可能性のある毒素のために、PVC は一部の医学研究者や環境保護主義者によって「有毒プラスチック」と呼ばれています。

PVC 関連の健康上の懸念はまだ統計的に証明されていませんが、これらの毒素は、がん、胎児の発育障害、内分泌かく乱、喘息、および肺機能の低下を含むがこれらに限定されない状態に関連しています。製造業者は塩ビの高い塩分含有量が自然で比較的無害であると指摘していますが、科学は、ダイオキシンとフタル酸の放出とともに、実際には塩ビがもたらす環境と健康への危険に寄与する潜在的な要因であることを示唆しています.

PVCプラスチックの未来

PVC 関連のリスクに関する懸念と、ナフサ (石炭、頁岩、または石油の乾留によって得られる可燃性油) ではなく、原料にサトウキビ エタノールを使用する研究が促進されています。フタル酸エステルを含まない代替品を作成することを目的として、バイオベースの可塑剤に関する追加の研究が行われています。これらの実験はまだ初期段階にありますが、製造、使用、および廃棄段階での人間の健康と環境への潜在的な悪影響を軽減するために、より持続可能な形態の PVC を開発することが期待されています。

ソース

• ' PVC プラスチックについて知っておくべきことすべて: ポリ塩化ビニル (PVC) とは何ですか? ' クリエイティブ メカニズム ブログ。 2016 年 7 月 6 日
• ' とにかく、PVCはどのように作られていますか？ ' Teknor Apex: ナレッジ センター/ブログ。 2017 年 3 月 31 日