Πολυβινυλοχλωρίδιο

Το πολυβινυλοχλωρίδιο (polyvinyl chloride ή poly(vinyl chloride)) ή συντετμημένα PVC, είναι το τρίτο πιο διαδεδομένο παραγόμενο συνθετικό πλαστικό πολυμερές, μετά το πολυαιθυλένιο και το πολυπροπυλένιο.   

Το PVC έρχεται με δύο βασικές μορφές: δύσκαμπτο (μερικές φορές συντομεύεται ως RPVC) και εύκαμπτο. Η δύσκαμπτη μορφή του PVC χρησιμοποιείται στην κατασκευή σωλήνων, σε πόρτες και παράθυρα. Χρησιμοποιείται επίσης για φιάλες, άλλες συσκευασίες που δεν προορίζονται για τρόφιμα, και κάρτες (όπως τραπεζικές ή μέλους). Μπορεί να γίνει πιο μαλακό και πιο ευλύγιστο με την προσθήκη πλαστικοποιητών, οι πιο πλατιά χρησιμοποιούμενοι είναι φθαλικές ενώσεις. Σε αυτήν τη μορφή, χρησιμοποιείται επίσης στην υδραυλική, στη μόνωση ηλεκτρικών καλωδίων, στην απομίμηση δέρματος, στη σήμανση, σε φουσκωτά προϊόντα και σε πολλές εφαρμογές όπου αντικαθιστά ελαστικά.

Το καθαρό πολυβινυλοχλωρίδιο είναι λευκό, εύθρυπτο στερεό. Είναι αδιάλυτο στην αλκοόλη, αλλά ελαφρά διαλυτό στο τετραϋδροφουράνιο.

Ανακάλυψη
Το PVC παρασκευάστηκε κατά λάθος το 1872 από τον Γερμανό χημικό Όιγκεν Μπάουμαν (Eugen Baumann). Το πολυμερές εμφανίστηκε ως λευκό στερεό σε μια φιάλη χλωροαιθενίου που είχε αφεθεί εκτεθειμένη στο ηλιακό φως. Στις αρχές του 20ου αιώνα ο Ρώσος χημικός Ιβάν Οστρομισλένσκι (Ivan Ostromislensky) και ο Φριτζ Κλάτε (Fritz Klatte) της γερμανικής χημικής εταιρείας Griesheim-Elektron προσπάθησαν και οι δύο να χρησιμοποιήσουν το PVC σε εμπορικά προϊόντα, αλλά οι δυσκολίες στην επεξεργασία του δύσκαμπτου, μερικές φορές εύθρυπτου πολυμερούς απέτρεψαν τις προσπάθειές τους. Οι Γουόλντο Σέμον (Waldo Semon) και η εταιρεία Goodrich Corporation ανέπτυξαν μια μέθοδο το 1926 για να πλαστικοποιήσουν το PVC αναμειγνύοντάς το με διάφορα πρόσθετα. Το αποτέλεσμα ήταν ένα πιο εύκαμπτο και εύκολα επεξεργάσιμο υλικό που σύντομα πέτυχε πλατιά εμπορική χρήση.

Παραγωγή
Το πολυβινυλοχλωρίδιο παράγεται με πολυμερισμό του μονομερούς χλωροαιθενίου (VCM), όπως φαίνεται παρακάτω.

Περίπου το 80% της παραγωγής παράγεται με πολυμερισμό αιωρήματος (suspension polymerization), το 12% με πολυμερισμό γαλακτώματος (Emulsion polymerization) και το 8% με πολυμερισμό μάζας (bulk polymerization). Οι πολυμερισμοί αιωρήματος διατίθενται για σωματίδια με μέση διάμετρο 100–180 μm, ενώ ο πολυμερισμός γαλακτώματος δίνει πολύ μικρότερα σωματίδια με μέσο μέγεθος γύρω στα 0,2 μm. Μονομερές βινυλοχλωριδίου (VCM) και νερό εισάγονται στον αντιδραστήρα καθώς και ο εκκινητής πολυμερισμού μαζί με άλλα πρόσθετα. Το δοχείο της αντίδρασης πρέπει να αντέχει την πίεση για να περιέχει το VCM. Τα περιεχόμενα του δοχείου της αντίδρασης αναμειγνύονται συνεχώς για να κρατηθούν σε αιώρηση και να εξασφαλίσουν ένα ομοιόμορφο μέγεθος σωματιδίων της ρητίνης PVC. Η αντίδραση είναι εξώθερμη και συνεπώς απαιτεί ψύξη. Επειδή μειώνεται ο όγκος κατά τη διάρκεια της αντίδρασης (το PVC είναι πιο πυκνό από το VCM), προστίθεται συνέχεια νερό στο μείγμα για να κρατηθεί σε αιώρηση.

Ο πολυμερισμός του VCM ξεκινά από ενώσεις που λέγονται εκκινητές και αναμειγνύονται στα σταγονίδια. Αυτές οι ενώσεις διαιρούνται για να ξεκινήσει η αντίδραση αλυσιδωτών ριζών (radical chain reaction). Συνηθισμένοι εκκινητές περιλαμβάνουν το υπεροξείδιο του διοκτανυλίου (dioctanoyl peroxide) και διδεκαεξυλο υπεροξυδιττανθρακικό (dicetyl peroxydicarbonate), που και τα δυο τους έχουν εύκαμπτους δεσμούς O-O. Κάποιοι εκκινητές ξεκινούν την αντίδραση γρήγορα, αλλά παρακμάζουν γρήγορα και άλλοι εκκινητές παρουσιάζουν το αντίθετο φαινόμενο. Χρησιμοποιείται συχνά, ένας συνδυασμός των δύο διαφορετικών εκκινητών για να ληφθεί ένας ομοιόμορφος ρυθμός πολυμερισμού. Αφού το πολυμερές έχει μεγαλώσει κατά 10 φορές, το μικρό πολυμερές καθιζάνει μέσα στο σταγονίδιο του VCM και ο πολυμερισμός συνεχίζεται με τα καταβυθισμένα, σωματίδια που είναι διογκωμένα με διαλύτη. Το μέσο βάρος των μοριακών βαρών των εμπορικών πολυμερών κυμαίνεται από 100.000 μέχρι 200.000 και τα αριθμητικά μέσα μοριακά βάρη κυμαίνονται από 45.000 μέχρι 64.000.

Όταν η αντίδραση έχει κάνει τον κύκλο της, ο τελικός πολτός PVC απαερώνεται και απομακρύνεται η περίσσεια του VCM, που ανακυκλώνεται. Το πολυμερές περνάει έπειτα μέσω μιας φυγοκέντρου για να αφαιρεθεί το νερό. Ο χυλός ξηραίνεται παραπέρα σε μια θερμή αέρια κλίνη και η τελική σκόνη κοσκινίζεται πριν την αποθήκευση ή την σύμπηξη. Κανονικά, το τελικό PVC περιέχει VCM λιγότερο από 1 μέρος ανά εκατομμύριο. Άλλες διεργασίες παραγωγής, όπως ο πολυμερισμός μικροαιωρήματος και ο πολυμερισμός γαλακτώματος, παράγουν PVC με μικρότερα μεγέθη σωματιδίων (10 μm έναντι 120–150 μm για PVC σε αιώρημα) με ελαφρώς διαφορετικές ιδιότητες και κάπως διαφορετικές εφαρμογές.

Μικροδομή
Τα πολυμερή είναι γραμμικά και ισχυρά. Τα μονομερή είναι διευθετημένα κυρίως από το κεφάλι προς την ουρά (head-to-tail), που σημαίνει ότι υπάρχουν χλωρίδια με εναλλασσόμενα κέντρα άνθρακα. Το PVC έχει κυρίως μια ατακτική στερεοχημεία (atactic stereochemistry), που σημαίνει ότι η σχετική στερεοχημεία των κέντρων του χλωριδίου είναι τυχαία. Κάποιος βαθμός συνδιοτακτικότητας της αλυσίδας δίνει ένα μικρό ποσοστό κρυσταλλικότητας που επηρεάζει τις ιδιότητες του υλικού. Περίπου το 57% της μάζας του PVC είναι χλώριο. Η παρουσία των ομάδων χλωρίου δίνει στο πολυμερές πολύ διαφορετικές ιδιότητες από το δομικά σχετικό υλικό του πολυαιθυλενίου.

Πρόσθετα στο τελικό πολυμερές
Το προϊόν της διεργασίας πολυμερισμού είναι ατροποποίητο PVC. Πριν να μπορέσει το PVC να χρησιμοποιηθεί ως τελικό προϊόν, απαιτεί πάντα μετατροπή σε μια ένωση με την ενσωμάτωση προσθέτων (αλλά όχι αναγκαστικά όλων των παρακάτω) όπως σταθεροποιητές θερμότητας, σταθεροποιητές υπεριώδους, πλαστικοποιητές, βοηθήματα επεξεργασίας, αντιθραυστικά (impact modifiers), θερμικούς τροποποιητές, πληρωτές, επιβραδυντές φωτιάς, βιοκτόνα, διογκωτές (blowing agents), καταστολείς καπνού και προαιρετικά χρωστικές. Η επιλογή των χρησιμοποιούμενων προσθέτων για το τελικό προϊόν PVC ελέγχεται από το κόστος απόδοσης της χρήσης της τελικής προδιαγραφής π.χ. υπόγειοι σωλήνες, πλαίσια παραθύρων, ενδοφλέβια σωλήνωση και υλικά πατωμάτων, που όλα τους έχουν πολύ διαφορετικά συστατικά για να ταιριάξουν με τις απαιτήσεις απόδοσής τους.

Φθαλικοί πλαστικοποιητές
Τα περισσότερα προϊόντα βινυλίου περιέχουν πλαστικοποιητές που βελτιώνουν πολύ τα χαρακτηριστικά απόδοσής τους. Οι πιο κοινοί πλαστικοποιητές είναι παράγωγα του φθαλικού οξέος. Τα υλικά επιλέγονται με βάση τη συμβατότητά τους με το πολυμερές, τα χαμηλά επίπεδα πτητικότητας και κόστους. Αυτά τα υλικά είναι συνήθως ελαιώδεις άχρωμες ουσίες που αναμειγνύονται καλά με σωματίδια PVC.  Το 90% της αγοράς των πλαστικοποιητών, που εκτιμάται ότι είναι εκατομμύρια τόνοι τον χρόνο παγκοσμίως, αφιερώνεται στο PVC.

Φθαλικά με μεγάλη και μικρή μοριακή μάζα
Τα φθαλικά μπορούν να διαιρεθούν σε τρεις ομάδες με βάση τη μοριακή τους μάζα.

Τα χαμηλής μοριακής μάζας φθαλικά έχουν 6 ή 7 άτομα άνθρακα στην αλκοολική τους αλυσίδα.
Τα μεσαίας μοριακής μάζας φθαλικά έχουν 8 ή 9 άνθρακες στην αλκοολική τους αλυσίδα.
Τα μεγάλης μοριακής μάζας φθαλικά έχουν από 10 έως 13 άνθρακες στην αλκοολική τους αλυσίδα.
Τα χαμηλής μοριακής μάζας φθαλικά δεν χρησιμοποιούνται πια στις ΗΠΑ λόγω της υψηλής τους πτητικότητας στις θερμοκρασίες επεξεργασίας του pvc.
Τα πιο κοινά μέσης μοριακής μάζας είναι τα DOP (φθαλικό διοκτύλιο- dioctyl phthalate), γνωστά και ως DEHP, φθαλικό δις(2-αιθυλεξύλιο)) και τα DINP (φθαλικό διισοεννεΰλιο - diisononyl phthalate).
Τα υψηλής μοριακής μάζας φθαλικά έχουν ένα όριο 12 ανθράκων (αν είναι γραμμικά) ή 13 ανθράκων (αν είναι διακλαδισμένα) στην ανθρακική αλυσίδα, επειδή τα φθαλικά με μεγαλύτερες αλκοολικές αλυσίδες είναι ασύμβατα με τις ρητίνες pvc .
Τα πιο κοινά υψηλής μοριακής μάζας φθαλικά είναι τα DIDP, DPHP και DTDP, όλα από διακλαδισμένες αλκοόλες. Υπάρχουν φθαλικά από γραμμικές αλκοόλες με 8 έως 12 άνθρακες που χρησιμοποιούνται όταν η εύκαμπτη ένωση pvc πρόκειται να έχει ανώτερη ευκαμψία χαμηλής θερμοκρασίας και βελτιωμένη αντοχή στη διάβρωση.
Λόγω των πιθανών επιπτώσεων στην υγεία, υπάρχουν κινήσεις αντικατάστασης κάποιων φθαλικών όπως τα DOP/DEHP με πιο ασφαλείς εναλλακτικές ενώσεις στον Καναδά, την  Ευρωπαϊκή Ένωση και τις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής . Στην Ευρώπη τα DEHP και DBP υφίστανται την επεξεργασία εξουσιοδότησης REACH (καταχώριση, αξιολόγηση, αδειοδότηση, περιορισμοί χημικών - Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) με τα αποτελέσματα να αναμένονται το 2014.
Επειδή δεν υπήρξαν εφαρμογές για το BBP και το DIBP που να έγιναν δεκτές από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Χημικών Προϊόντων - European Chemicals Agency ή ECHA), η χρήση αυτών των ουσιών τελείωσε στην ΕΕ τον Φεβρουάριο του 2015.
 
Τα φθαλικά μέσης-υψηλής μοριακής μάζας αντιπροσωπεύουν πάνω από το 85% όλων των φθαλικών που παράγονται στην Ευρώπη (2011). Στις 31 Ιανουαρίου 2014 η ευρωπαϊκή επιτροπή δημοσίευσε τα συμπεράσματά της ως προς την επανεκτίμηση των περιορισμών για τα DINP και DIDP σε παιχνίδια και αντικείμενα παιδικής φροντίδας που μπορούν να μπουν στο στόμα.  Η επιτροπή επιβεβαίωσε τα κύρια συμπεράσματα που παρουσιάστηκαν τον Αύγουστο του 2013 από την ECHA.

Σταθεροποιητές θερμότητας
Ένα από τα πιο σημαντικά πρόσθετα είναι οι σταθεροποιητές θερμότητας. Αυτοί οι παράγοντες ελαχιστοποιούν την απώλεια HCl, μια διαδικασία υποβάθμισης που ξεκινά πάνω από τους 70 °C. Μόλις ξεκινήσει η απομάκρυνση του υδροχλωρίου, είναι αυτοκαταλυόμενη. Πολλά διαφορετικά υλικά έχουν χρησιμοποιηθεί που συμπεριλαμβάνουν, παραδοσιακά, παράγωγα των βαρέων μετάλλων (μόλυβδος, κάδμιο). Αυξάνεται η χρήση μεταλλικών σαπώνων (μεταλλικά "άλατα" των λιπαρών οξέων), όπως του στεατικού ασβεστίου. Τα επίπεδα προσθήκης ποικίλλουν συνήθως από 2% έως 4%.
Η επιλογή των βέλτιστων σταθεροποιητών θερμότητας εξαρτάται από την αποτελεσματικότητα του κόστους της τελικής χρήσης, τις απαιτήσεις απόδοσης, την τεχνολογία επεξεργασίας και τις ρυθμιστικές εγκρίσεις.

Εφαρμογές δύσκαμπτου PVC
Στην Ευρώπη υπάρχει μια δέσμευση περιορισμού της χρήσης του καδμίου (που παλιότερα εχρησιμοποιείτο ως τμήμα των σταθεροποιητών θερμότητας στα κουφώματα παραθύρων) και εξάλειψη των σταθεροποιητών θερμότητας με βάση τον μόλυβδο (όπως χρησιμοποιόταν σε σωλήνες και περιοχές κουφωμάτων) μέχρι το 2015. Σύμφωνα με την τελική μελέτη του 2010 για το βινύλιο απομακρύνθηκε το κάδμιο από την Ευρώπη μέχρι το 2007. Η σταδιακή αντικατάσταση των σταθεροποιητών με βάση τον μόλυβδο επιβεβαιώνεται από τη μείωση κατά 75% από το 2000 και συνεχίζεται. Υπάρχει αύξηση στους σταθεροποιητές με βάση το ασβέστιο, που χρησιμοποιείται εναλλακτικά.

Σταθεροποιητές με βάση τον κασσίτερο χρησιμοποιούνται κυρίως στην Ευρώπη για δύσκαμπτες διαφανείς εφαρμογές λόγω της υψηλής χρησιμοποιούμενης θερμοκρασίας. Η κατάσταση στη Βόρεια Αμερική είναι διαφορετική. Τα συστήματα κασσιτέρου χρησιμοποιούνται για σχεδόν όλες τις εφαρμογές δύσκαμπτου PVC.
Οι σταθεροποιητές κασσιτέρου μπορούν να διαιρεθούν σε δύο κύριες ομάδες. Η πρώτη ομάδα περιέχει τους σταθεροποιητές με δεσμούς κασσίτερου-οξυγόνου και η δεύτερη ομάδα σταθεροποιητές με δεσμούς κασσίτερου-θείου. Σύμφωνα με την Ευρωπαίους παραγωγούς σταθεροποιητών  οι περισσότεροι σταθεροποιητές οργανικού κασσίτερου έχουν ήδη καταχωριστεί με επιτυχία στο REACH.

Εφαρμογές εύκαμπτου PVC
Καλώδια και σύρματα με επικάλυψη εύκαμπτου PVC για ηλεκτρική χρήση έχουν παραδοσιακά σταθεροποιηθεί με μόλυβδο, αλλά αυτά αντικαθίστανται κατά τη μετάβαση προς τη δύσκαμπτη περιοχή με συστήματα με βάση το ασβέστιο.

Υγροί μεικτοί μεταλλικοί σταθεροποιητές χρησιμοποιούνται σε αρκετές εφαρμογές εύκαμπτου PVC όπως σε στιλβωμένες ταινίες, σόλες και υποδήματα σε μήτρες έγχυσης, εξηλασμένους σωλήνες και πλαστισόλες όπου μια πάστα PVC απλώνεται σε μια επένδυση (υλικά πατωμάτων, επικάλυψη τοίχου, τεχνητό δέρμα). Οι υγροί μεικτοί μεταλλικοί σταθεροποιητές βασίζονται κυρίως σε βάριο, ψευδάργυρο και and καρβοξυλικό ασβέστιο. Γενικά, υγρά μεικτά μέταλλα όπως BaZn, CaZn απαιτούν την προσθήκη συνσταθεροποιητών, αντιοξειδωτικών και οργανοφωσφορωδών για να παράσχουν τη βέλτιστη απόδοση.

Οι σταθεροποιητές BaZn έχουν αντικαταστήσει επιτυχώς τους σταθεροποιητές με βάση το κάδμιο στην Ευρώπη σε πολλές εφαρμογές με ημιδύσκαμπτο και εύκαμπτο PVC σύμφωνα με τους Ευρωπαίους παραγωγούς.

Φυσικές ιδιότητες
Το PVC είναι ένα θερμοπλαστικό πολυμερές. Οι ιδιότητές του κατηγοριοποιούνται συνήθως με βάση τα δύσκαμπτα και εύκαμπτα  PVC.

Μηχανικές ιδιότητες
Το PVC έχει μεγάλη σκληρότητα και υψηλές μηχανικές ιδιότητες. Οι μηχανικές ιδιότητες βελτιώνονται με την αύξηση της μοριακής μάζας, αλλά μειώνονται με την αύξηση της θερμοκρασίας. Οι μηχανικές ιδιότητες του δύσκαμπτου (uPVC) είναι πολύ καλές· το μέτρο ελαστικότητας (elastic modulus) μπορεί να φτάσει τα 1500-3.000 MPa. Η ελαστικότητα του μαλακού PVC (εύκαμπτο PVC) είναι 1,5-15 MPa. Όμως, η επιμήκυνση θραύσης (elongation at break) είναι μέχρι 200-450%. Η τριβή του PVC είναι συνηθισμένη· ο συντελεστής στατικής τριβής (static friction factor) είναι 0,4-0,5 και ο συντελεστής τριβής ολίσθησης (dynamic friction factor) είναι 0,23.

Θερμικές και πυρικές ιδιότητες
Η θερμική σταθερότητα του ακατέργαστου PVC είναι πολύ φτωχή, έτσι είναι απαραίτητη η προσθήκη ενός σταθεροποιητή θερμότητας κατά τη διάρκεια της διεργασίας για να εξασφαλίσει τις ιδιότητες του προϊόντος. Το PVC αρχίζει να αποσυντίθεται όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 140 °C, με το σημείο τήξης να ξεκινά περίπου στους 160 °C. Ο συντελεστής γραμμικής διαστολής του δύσκαμπτου PVC είναι μικρός και έχει καλή φλογοεπιβραδυντικότητα (flame retardancy), ο δείκτης ελάχιστου οξυγόνου (Limiting oxygen index ή LOI) είναι μέχρι 45 ή περισσότερο. Το LOI είναι η ελάχιστη συγκέντρωση του οξυγόνου, εκφρασμένη ως ποσοστό, που θα υποστηρίξει την καύση ενός πολυμερούς λαμβάνοντας υπόψη ότι ο αέρας έχει συγκέντρωση οξυγόνου 20%.

Ηλεκτρικές ιδιότητες
Το PVC είναι ένα πολυμερές με καλές μονωτικές ιδιότητες, αλλά λόγω της μεγαλύτερης διπολικής φύσης του η ηλεκτρική μονωτική ιδιότητα υστερεί έναντι των μη πολικών πολυμερών όπως το πολυαιθυλένιο και το πολυπροπυλένιο.

Επειδή η διηλεκτρική σταθερά, η τιμή διηλεκτρικής απώλειας και η ειδική αντίσταση όγκου (volume resistivity) είναι υψηλές, η αντίσταση στέμματος (corona resistance) δεν είναι πολύ καλή και είναι γενικά κατάλληλο για μονωτικά υλικά μεσαίας και χαμηλής τάσης και χαμηλής συχνότητας.

Εφαρμογές

Το PVC με σχετικά χαμηλό κόστος, χημική και βιολογική αντίσταση και επεξεργασιμότητα έχει καταλήξει να χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Χρησιμοποιείται για το δίκτυο αποχέτευσης και άλλες εφαρμογές σωλήνων όπου το κόστος ή η ευπάθεια στη διάβρωση περιορίζουν τη χρήση μετάλλων. Με την προσθήκη των τροποποιητών πρόσκρουσης και σταθεροποιητών, έχει γίνει ένα δημοφιλές υλικό για πλαίσια παραθύρων και θυρών. Προσθέτοντας πλαστικοποιητές, μπορεί να γίνει αρκετά εύκαμπτο ώστε να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές καλωδίωσης ως μονωτής καλωδίων. Έχει χρησιμοποιηθεί σε πολλές άλλες εφαρμογές. Το 2013, περίπου 39,3 εκατομμύρια τόνοι PVC καταναλώθηκαν παγκοσμίως. Η ζήτηση του PVC προβλέπεται να αυξηθεί με έναν ετήσιο ρυθμό 3,2% μέχρι το 2021.

Σωλήνες
Χοντρικά, το μισό της παγκόσμιας παραγωγής πολυβινυλοχλωριδίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή σωλήνων για βιομηχανικές και δημοτικές χρήσεις. Στην αγορά διανομής νερού καλύπτει το 66% στις ΗΠΑ και στις εφαρμογές σωλήνων συστημάτων αποχέτευσης καλύπτει το 75%. Το χαμηλό βάρος, το χαμηλό κόστος και η χαμηλή συντήρηση του PVC, το καθιστούν ελκυστικό. Όμως, πρέπει να εγκατασταθεί και να στερεωθεί προσεκτικά για να εξασφαλιστεί ότι δεν θα συμβεί διαμήκης θραύση και κάμψη. Επιπλέον, οι σωλήνες PVC μπορούν να συγχωνευτούν εύκολα χρησιμοποιώντας διάφορες κόλλες με διαλυτικό (solvent cements), ή με τήξη με θέρμανση (butt-fusion process, παρόμοια με την ένωση σωλήνων HDPE), δημιουργώντας μόνιμους συνδέσμους που είναι ουσιαστικά στεγανοποιημένοι ως προς τη διαρροή.

Τον Φεβρουάριο του 2007 ο οικοδομικός κανονισμός της Καλιφόρνια ενημερώθηκε για να εγκρίνει τη χρήση σωλήνων χλωριωμένου πολυβινυλοχλωριδίου (chlorinated polyvinyl chloride ή CPVC) για τα συστήματα σωληνώσεων υδροδότησης κατοικιών. Το CPVC έχει γίνει αποδεκτό στις ΗΠΑ από το 1982· η Καλιφόρνια, όμως, έχει επιτρέψει μόνο περιορισμένη χρήση από το 2001. Το αντίστοιχο τμήμα προετοίμασε και πιστοποίησε μια δήλωση περιβαλλοντικών επιπτώσεων (environmental impact statement) που είχε ως αποτέλεσμα μια σύσταση που υιοθέτησε η επιτροπή και ενέκρινε τη χρήση του CPVC. Η ψήφος της επιτροπής ήταν ομόφωνη και επετράπη από τον υδραυλικό κανονισμό της Καλιφόρνια.

Στις ΗΠΑ και τον Καναδά, οι σωλήνες PVC είναι το κύριο προϊόν για τη μεγάλη πλειοψηφία των υλικών σωληνώσεων που χρησιμοποιούνται σε υπόγειες δημοτικές εφαρμογές για τη διανομή πόσιμου νερού και στο δίκτυο απόνερων. Υπόγειες σωληνώσεις PVC στις εφαρμογές νερού και αποχετεύσεων που είναι 4 mm σε διάμετρο και μεγαλύτερες ενώνονται συνήθως μέσω συνδέσεων με στεγανοποιημένα παρεμβύσματα.  Ο πιο συνηθισμένος τύπος παρεμβύσματος που χρησιμοποιείται στη Βόρεια Αμερική είναι ένα ενισχυμένο μεταλλικό ελαστομερές, που αναφέρεται συνήθως ως σύστημα στεγανοποίησης Ρίμπερ (Rieber sealing system).

Ηλεκτρικά καλώδια
Το PVC χρησιμοποιείται συνήθως ως μονωτής σε ηλεκτρικά καλώδια· το PVC που χρησιμοποιείται για αυτόν τον σκοπό πρέπει να είναι πλαστικοποιημένο.

Σε φωτιά, τα επικαλυμμένα με PVC σύρματα μπορεί να σχηματίσουν ατμούς υδροχλωρίου· το χλώριο εξυπηρετεί τη δέσμευση ελεύθερων ριζών και είναι η πηγή υλικών επιβράδυνσης φωτιάς (fire retardance). Αν και οι ατμοί HCl μπορεί επίσης να θέσουν κινδύνους υγείας από μόνοι τους, το HCl διαλύεται στην υγρασία και διασπάται στις επιφάνειες, ειδικά σε περιοχές όπου ο αέρας είναι αρκετά δροσερός για αναπνοή και δεν είναι διαθέσιμοι για εισπνοή. Συχνά, σε εφαρμογές, όπου ο καπνός είναι βασικός κίνδυνος (ιδιαίτερα σε σήραγγες και κοινόχρηστους χώρους) προτιμάται μόνωση καλωδίων χωρίς PVC, όπως η μόνωση μηδενικού αλογόνου με χαμηλό καπνό (low smoke zero halogen ή LSZH).

Μη πλαστικοποιημένο πολυβινυλοχλωρίδιο (uPVC) στις κατασκευές

Το uPVC, γνωστό επίσης ως άκαμπτο PVC, χρησιμοποιείται εκτεταμένα στην κατασκευαστική βιομηχανία ως υλικό χαμηλής συντήρησης, ιδιαίτερα στην Ιρλανδία, το Ηνωμένο Βασίλειο, τις Ηνωμένες Πολιτείες Αμερικής και τον Καναδά. Στις ΗΠΑ και τον Καναδά είναι γνωστό, ως βινύλιο, ή επικάλυψη βινυλίου (vinyl siding). Το υλικό έρχεται με ένα φάσμα χρωμάτων και βαφών, που περιλαμβάνουν ένα φωτογραφικό εφέ επιχρίσματος ξύλου και χρησιμοποιείται ως υποκατάστατο του βαμμένου ξύλου, κυρίως για πλαίσια παραθύρου και πέλματα κατά την εγκατάσταση μονωμένων τζαμιών (insulated glazing) σε νέες κατασκευές, ή για να αντικαταστήσει παλιότερα παράθυρα με μονά τζάμια. Άλλες χρήσεις περιλαμβάνουν προσόψεις, προστατευτικές επικαλύψεις (weatherboarding). Αυτό το υλικό έχει αντικαταστήσει σχεδόν πλήρως τη χρήση χυτοσίδηρου για σωληνώσεις και αποχετεύσεις, χρησιμοποιείται για αγωγούς αποβλήτων, σωλήνες αποχέτευσης, και υδρορροές. Το uPVC δεν περιέχει φθαλικά, επειδή αυτά προστίθενται μόνο σε εύκαμπτο PVC, ούτε περιέχει διφαινόλη A (BPA). Το uPVC έχει ισχυρή αντίσταση κατά των χημικών, του ηλιακού φωτός και της οξείδωσης από το νερό.

Σήματα
Το πολυβινυλοχλωρίδιο παράγεται σε επίπεδα φύλλα σε ποικιλία παχών και χρωμάτων. Ως επίπεδα φύλλα, το PVC επεκτείνεται συχνά για να δημιουργήσει κενά στο εσωτερικό των υλικών, δίνοντας πρόσθετο πάχος χωρίς πρόσθετο βάρος και ελάχιστο πρόσθετο κόστος. Τα φύλλα κόβονται χρησιμοποιώντας πριόνι και περιστροφική κοπτική συσκευή. Το πλαστικοποιημένο PVC χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή λεπτών, χρωματιστών, ή διαυγών ταινιών με κόλλα από πίσω που αναφέρονται απλώς ως βινύλια. Αυτές οι ταινίες κόβονται συνήθως σε ένα σχεδιογράφο που ελέγχεται από υπολογιστή ή εκτυπώνονται σε έναν εκτυπωτή πλατιάς μορφής. Αυτά τα φύλλα και οι ταινίες χρησιμοποιούνται στην παραγωγή μιας πλατιάς ποικιλίας από προϊόντα εμπορικής σήμανσης και σημάτων σε οχήματα, π.χ. ταινίες οχημάτων.

Ενδυμασία και έπιπλα

Το PVC έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται ευρέως στην ενδυμασία, είτε για να δημιουργήσει υλικά που μοιάζουν με δέρμα ή σε κάποιες περιπτώσεις απλά για το εφέ του. Οι ενδυμασίες PVC είναι συνηθισμένες στο Goth, στο πανκ, σε φετιχικά ρούχα και σε εναλλακτικές μόδες. Το PVC είναι λιγότερο ακριβό από το καουτσούκ, το δέρμα και το λάτεξ και συνεπώς χρησιμοποιείται για την προσομοίωση αυτών των προϊόντων.

Το ύφασμα PVC είναι αδιάβροχο, έτσι χρησιμοποιείται σε πανωφόρια, χιονοδρομικό εξοπλισμό, υποδήματα, χιτώνες, ποδιές, και τσάντες.

Υγειονομική περίθαλψη
Οι κύριοι τομείς εφαρμογής για εγκεκριμένη ιατρική χρήση ενώσεων του PVC είναι στους εύκαμπτους περιέκτες και τη σωλήνωση: χρησιμοποιούνται ως περιέκτες για αίμα και συστατικά αίματος, για ούρα ή για προϊόντα παρά φύσης έδρας, στους σωλήνες για λήψη ή παροχή αίματος, σε καθετήρες, σε καρδιοπνευμονικές συσκευές παράκαμψης (heart-lung bypass sets), σε συσκευές αιμοκάθαρσης κλπ. Στην Ευρώπη η κατανάλωση PVC για ιατρικές συσκευές είναι περίπου 85.000 τόνοι τον χρόνο. Σχεδόν το ένα τρίτο των πλαστικών για ιατρικές συσκευές παρασκευάζονται από PVC.
Οι λόγοι χρήσης εύκαμπτου PVC σε αυτές τις εφαρμογές για πάνω από 50 χρόνια είναι πολυάριθμες και βασίζονται στο χαμηλό κόστος, στη διαφάνεια, το χαμηλό βάρος, τη μαλακότητα, την αντοχή σχάσης, την αντίσταση στρέβλωσης (kink resistance), την καταλληλότητα για αποστείρωση και βιοσυμβατότητα.

Πλαστικοποιητές
Ο δις-2αιθυλεξυλεστέρας (Di-2ethylhexylphthalate ή DEHP) έχει εγκριθεί ιατρικά για πολλά χρόνια για χρήση σε ιατρικές συσκευές· ο συνδυασμός PVC-DEHP αποδείχτηκε ότι είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για την παρασκευή ασκών αίματος, επειδή το DEHP σταθεροποιεί τα ερυθρά αιμοσφαίρια, ελαχιστοποιώντας την αιμόλυση (ρήξη των ερυθρών αιμοσφαιρίων). Όμως, το DEHP βρίσκεται υπό αυξανόμενη πίεση στην Ευρώπη. Η εκτίμηση των δυνητικών κινδύνων που σχετίζονται με τα φθαλικά και ειδικά η χρήση του DEHP σε ιατρικές συσκευές PVC, υπόκειται σε επιστημονική αναθεώρηση από τις αρχές της Ευρωπαϊκής Ένωσης και στις 21 Μαρτίου 2010, εισήχθη μια ειδική απαίτηση επισήμανσης για όλες τις συσκευές που περιέχουν φθαλικά, που ταξινομούνται ως CMR (καρκινογόνα, μεταλλαξιογόνα ή τοξικά στην αναπαραγωγή ). Η επισήμανση σκοπεύει να ενεργοποιήσει τους επαγγελματίες της υγείας ώστε να χρησιμοποιούν αυτήν τη συσκευή με ασφάλεια και όπου χρειάζεται, παίρνοντας τα απαραίτητα προληπτικά μέτρα για τους ασθενείς με κίνδυνο στην υπερέκθεση.

Οι εναλλακτικές λύσεις του DEHP, που σταδιακά το αντικαθιστούν, είναι τα αδιπικά (Adipates), κιτρικό βουτυροεξύλιο (Butyryltrihexylcitrate ή BTHC), κυκλοεξάνιο-1,2-δικαρβοξυλικό οξύ, διισοεννεϋλεστέρας (diisononylester ή DINCH), τερεφθαλικός δις(2-αιθυλεξύλεστέρας) (Di(2-ethylhexyl)terephthalate), τριμελλιτικό οξύ (trimellitic acid), 2-αιθυλεξυλεστέρας (2-ethylhexylester ή TOTM).

Δάπεδα
Το εύκαμπτο PVC δαπέδων (flooring) είναι φτηνό και χρησιμοποιείται σε μια ποικιλία κτιρίων καλύπτοντας την κατοικία, νοσοκομεία, γραφεία, σχολεία, κλπ. Σύνθετα και τρισδιάστατα σχέδια είναι δυνατά λόγω των εκτυπώσεων που μπορούν να δημιουργηθούν, που στη συνέχεια προστατεύονται από μια καθαρή στρώση για τη φθορά. Μια μεσαία στρώση αφρού βινυλίου δίνει επίσης μια άνετη και ασφαλή αίσθηση. Η απαλή, δύσθραυστη επιφάνεια της πάνω επιφανειακής στρώσης αποτρέπει τη δημιουργία βρομιάς, που αποτρέπει στη συνέχεια την ανάπτυξη μικροβίων σε περιοχές που χρειάζεται να κρατιούνται αποστειρωμένες, όπως σε νοσοκομεία και κλινικές.

Άλλες εφαρμογές
Το PVC έχει χρησιμοποιηθεί για προϊόντα καταναλωτή με σχετικά μικρότερο όγκο συγκριτικά με τις βιομηχανικές και εμπορικές εφαρμογές που περιγράφηκαν παραπάνω. Μια από τις πρώτες εφαρμογές του ήταν η παρασκευή δίσκων βινυλίου. Πιο πρόσφατα παραδείγματα περιλαμβάνουν την κάλυψη τοίχων, θερμοκηπίων, οικιακών παιδότοπων, αφρωδών υλικών, παιχνιδιών, μουσαμάδων, πλακιδίων οροφής και άλλων ειδών εσωτερικής επικάλυψης.

Επειδή το PVC είναι πιο φτηνό από τα μέταλλα χρησιμοποιείται στην παρασκευή μουσικών οργάνων, που είναι μια εναλλακτική λύση κατά την παρασκευή οργάνων, συχνά για τον ελεύθερο χρόνο ή για πιο σπάνια όργανα όπως το κοντραμπάσο φλάουτο.

Χλωριωμένο PVC (CPVC)
Το PVC μπορεί να τροποποιηθεί με χλωρίωση, που αυξάνει το περιεχόμενό του σε χλώριο στο 67%. Το νέο υλικό έχει πιο υψηλή θερμική αντίσταση και έτσι χρησιμοποιείται κυρίως για σωλήνες νερού και συνδέσμους, αλλά είναι πιο ακριβό και βρίσκεται μόνο σε εξειδικευμένες εφαρμογές, όπως σε συγκεκριμένους θερμαντήρες νερού και ειδικές ενδυμασίες. Μια εκτεταμένη αγορά χλωριωμένου PVC αποτελούν οι σωλήνες για κατασκευή γραφείων, διαμερισμάτων και πυρασφάλεια πολυκατοικιών. Το CPVC, όπως λέγεται, παράγεται με χλωρίωση υδατικού διαλύματος σωματιδίων PVC σε αιώρηση ακολουθούμενο από έκθεση σε υπεριώδες φως που αρχικοποιεί τη χλωρίωση ελευθέρων ριζών.

Υγεία και ασφάλεια

Υποβάθμιση
Υποβάθμιση κατά τη διάρκεια ζωής, ή μετά από απρόσεκτη διάθεση, είναι μια χημική αλλαγή που μειώνει δραστικά τη μέση μοριακή μάζα του πολυμερούς πολυβινυλοχλωριδίου. Επειδή η μηχανική ακεραιότητα ενός πλαστικού εξαρτάται από την υψηλή του μέση μοριακή μάζα, η φθορά και το σκίσιμο εξασθενίζουν αναπόφευκτα το υλικό. Η υποβάθμιση λόγω διάβρωσης των πλαστικών καταλήγει σε επιφανειακή ψαθυροποίηση και μικρορωγμάτωση, παράγοντας μικροσωματίδια που συνεχίζουν στο περιβάλλον. Αυτά τα σωματίδια, γνωστά και ως μικροπλαστικά, δρουν ως σπόγγοι και απορροφούν παραμένοντες οργανικούς ρυπαντές (Persistent Organic Pollutants ή POPs) γύρω τους. Συνεπώς φορτώνονται με υψηλά επίπεδα από POPs, τα μικροσωματίδια προσλαμβάνονται συχνά από οργανισμούς στη βιόσφαιρα. Υπάρχει μια διαρκώς αυξανομένη ποσότητα μόλυνσης από τα πλαστικά στο περιβάλλον μας, που προκαλεί ανησυχίες για την υγεία και την ασφάλεια της τροφής. 

Όμως, υπάρχουν ενδείξεις ότι τρία πολυμερή (HDPE, LDPE και PP) απορροφούν συστηματικά POPs σε συγκεντρώσεις μεγαλύτερες κατά μια τάξη μεγέθους από τα υπόλοιπα δύο (PVC και PET). Μετά από 12 μήνες έκθεσης, παραδείγματος χάρη, υπήρχε μια διαφορά κατά 34 φορές στη μέση συνολική συσσώρευση POPs στο LDPE συγκριτικά με το PET σε μια τοποθεσία. Σε μια άλλη τοποθεσία, τα μέσα συνολικά POPs που προσκολλήθηκαν στο HDPE ήταν σχεδόν 30 φορές από τα αντίστοιχα του PVC. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι διαφορές στο μέγεθος και το σχήμα των μορίων πολυμερούς μπορούν να εξηγήσουν γιατί κάποια πλαστικά συσσωρεύουν περισσότερους ρυπαντές από κάποια άλλα. 
Ο μύκητας Aspergillus fumigatus αποικοδομεί αποτελεσματικά το πλαστικοποιημένο PVC. Το Phanerochaete chrysosporium αναπτύχθηκε σε PVC σε ένα μεταλλικό άλας από άγαρ. Τα Phanerochaete chrysosporium, Lentinus tigrinus, Aspergillus niger και Aspergillus sydowii μπορούν να αποσυνθέσουν αποτελεσματικά το PVC.

Πλαστικοποιητές
Τα φθαλικά, που είναι ενσωματωμένα στα πλαστικά ως πλαστικοποιητές καταλαμβάνουν ∼70% της αμερικάνικης αγοράς πλαστικοποιητών στις ΗΠΑ· τα φθαλικά δεν είναι ομοιοπολικά δεσμευμένα με την πολυμερή μήτρα, που τα κάνει πολύ ευπαθή στην απόπλυση. Τα φθαλικά περιέχονται στα πλαστικά σε υψηλά ποσοστά. Παραδείγματος χάρη, μπορούν να συνεισφέρουν μέχρι το 40% κατά βάρος στις ενδοφλέβιες ιατρικές σακούλες ενδοφλέβιων ιατρικών ασκών και μέχρι το 80% κατά βάρος στα ιατρικά σωληνάρια κατά βάρος στις ιατρικές σωληνώσεις. Τα προϊόντα βινυλίου είναι εκτεταμένα—συμπεριλαμβανομένων των παιχνιδιών, των εσωτερικών των οχημάτων, των κουρτινών μπάνιου και υλικών για κατασκευή πατωμάτων—και στην αρχή εκπέμπουν χημικά αέρια στον αέρα. Μερικές μελέτες δείχνουν ότι η απαέρωση των προσθέτων μπορούν να συνεισφέρουν σε επιπλοκές της υγείας και έχουν καταλήξει σε αιτήματα απαγόρευσης της χρήσης του DEHP σε κουρτίνες μπάνιου, μεταξύ των άλλων χρήσεων. Οι ιαπωνικές εταιρίες αυτοκινήτων Toyota, Nissan και Honda έχουν εξαλείψει το PVC από το εσωτερικό των αυτοκινήτων τους από το 2007.

Το 2004, μια κοινή ομάδα έρευνας από Σουηδία-Δανία βρήκε μια στατιστική συσχέτιση μεταξύ αλλεργιών σε παιδιά και εσωτερικά επίπεδα αέρα των DEHP και BBzP (φθαλικό βουτυλοβενζόλιο (butyl benzyl phthalate)), που χρησιμοποιούνται σε υλικά βινυλίου για πατώματα. Τον Δεκέμβριο του 2006, το Ευρωπαϊκό Γραφείο Χημικών της Ευρωπαϊκής Επιτροπής εξέδωσε ένα τελικό προσχέδιο εκτίμησης κινδύνου για το BBzP, που δεν βρήκε "κανέναν κίνδυνο ανησυχίας" για την έκθεση των καταναλωτών συμπεριλαμβανομένης της έκθεσης των παιδιών.

Αποφάσεις της ΕΕ για τα φθαλικά
Οι εκτιμήσεις κινδύνου έχουν οδηγήσει στην ταξινόμηση των χαμηλής μοριακής μάζας και επισήμανσης ως κατηγορίας 1B αναπαραγωγικών παραγόντων. Τρία από αυτά τα φθαλικά, τα DBP, BBP και DEHP συμπεριελήφθησαν στο παράρτημα XIV του κανονισμού καταχώρισης, αξιολόγησης, έγκρισης και περιορισμών των χημικών (REACH) τον Φεβρουάριο του 2011 και θα σταματήσουν σταδιακά στην ΕΕ μέχρι τον Φεβρουάριο του 2015. Το DIBP είναι ακόμα στον κατάλογο υποψηφίων του REACH για εξουσιοδότηση. Το Environmental Science & Technology, που εκδίδεται από την Αμερικανική Χημική Ένωση ισχυρίζεται ότι το DEHP θέτει έναν σοβαρό κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία.

Το 2008 η επιστημονική επιτροπή της ΕΕ για αναδυόμενους και νέους αναγνωρισμένους κινδύνους υγείας (SCENIHR) εξέτασε την ασφάλεια του DEHP σε ιατρικές συσκευές. Η αναφορά του SCENIHR δηλώνει ότι συγκεκριμένες ιατρικές διεργασίες που χρησιμοποιούνται σε ασθενείς υψηλού κινδύνου καταλήγουν σε μια σημαντική έκθεση στο DEHP και καταλήγει ότι υπάρχουν ακόμα λόγοι για κάποιες ανησυχίες για την έκθεση πρόωρων αρσενικών μωρών σε ιατρικές συσκευές που περιέχουν DEHP. Η επιτροπή είπε ότι υπάρχουν κάποιοι εναλλακτικοί διαθέσιμοι πλαστικοποιητές για τους οποίους υπάρχουν επαρκή τοξικολογικά δεδομένα που δείχνουν έναν μικρότερο κίνδυνο συγκρινόμενοι με το DEHP, αλλά προσέθεσε ότι η λειτουργικότητα αυτών των πλαστικοποιητών πρέπει να εκτιμηθεί πριν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτικά του DEHP σε ιατρικές συσκευές PVC. Τα αποτελέσματα εκτίμησης κινδύνου έχουν δείξει θετικά αποτελέσματα ως προς την ασφαλή χρήση των υψηλής μοριακής μάζας φθαλικών. Έχουν όλα καταχωριστεί στο REACH και δεν απαιτούν κανέναν διαχωρισμό ως προς την υγεία και τα περιβαλλοντικά φαινόμενα. Τα υψηλά φθαλικά δεν είναι CMR (καρκινογόνα, μεταλλαξιογόνα ή τοξικά για την αναπαραγωγή), ούτε θεωρούνται ενδοκρινικοί διαταράκτες (endocrine disruptors).

Στην εκτίμηση κινδύνου της ΕΕ η Ευρωπαϊκή Επιτροπή έχει επιβεβαιώσει ότι το φθαλικό δις ισοεννεΰλιο (Di-isononyl phthalate ή DINP) και το φθαλικό δις-ισοδεκύλιο (Di-isodecyl phthalate ή DIDP) δεν θέτουν κανέναν κίνδυνο είτε για την ανθρώπινη υγεία, είτε για το περιβάλλον από την τρέχουσα χρήση.
Τα ευρήματα της Ευρωπαϊκής Επιτροπής (που δημοσιεύτηκαν στην επίσημη εφημερίδα της ΕΕ στις 13 Απριλίου του 2006) επιβεβαίωσαν το αποτέλεσμα της εκτίμησης κινδύνου που περιλαμβάνει περισσότερα από 10 χρόνια εκτεταμένης επιστημονικής εκτίμησης από τις ρυθμιστικές αρχές της ΕΕ.
Ακολουθώντας την πρόσφατη αποδοχή της Ευρωπαϊκής νομοθεσίας ως προς την αγορά και χρήση του DINP σε παιχνίδια και παιδικά προϊόντα, τα συμπεράσματα της εκτίμησης κινδύνου δηλώνουν σαφώς ότι δεν υπάρχει ανάγκη για παραπέρα μέτρα ρύθμισης της χρήσης του DINP.
Στην Ευρώπη και σε μερικές άλλες χώρες, η χρήση του DINP σε παιχνίδια και παιδικά προϊόντα έχει περιοριστεί ως προληπτικό μέτρο. Στην Ευρώπη, παραδείγματος χάρη, το DINP δεν μπορεί πια να χρησιμοποιηθεί σε παιχνίδια και παιδικά προϊόντα, όπου μπορούν να μπουν στο στόμα, αν και η επιστημονική εκτίμηση κινδύνου της ΕΕ κατέληξε ότι η χρήση του σε παιχνίδια δεν θέτει κανέναν κίνδυνο στην ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον.

Το έγγραφο της FDA με τίτλο "Εκτίμηση ασφάλειας του φθαλικού δις-2-αιθυλεξυλίου (Di(2-ethylhexyl)phthalate ή DEHP) που εκδόθηκε από τις ιατρικές συσκευές PVC" δηλώνει ότι [3.2.1.3] ασθενείς σε κρίσιμη κατάσταση ή τραυματισμένοι ασθενείς μπορεί να υπόκεινται σε αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης δυσμενών φαινομένων υγείας από το  DEHP, όχι μόνο λόγω της αυξημένης έκθεσης σχετικά με τον γενικό πληθυσμό, αλλά επίσης λόγω των φυσιολογικών και φαρμακοδυναμικών αλλαγών που συμβαίνουν σε αυτούς τους ασθενείς συγκριτικά με τα υγιή άτομα.

Μόλυβδος

Το μέταλλο μόλυβδος προστίθεται συχνά στο PVC για να βελτιώσει την επεξεργασιμότητα και τη σταθερότητα. Ο μόλυβδος έχει φανεί ότι περνάει στο πόσιμο νερό από σωλήνες PVC.

Στην Ευρώπη (EU 27) η χρήση σταθεροποιητών μολύβδου σταματά σταδιακά μέχρι το 2015 σύμφωνα με την εθελοντική δέσμευση της VinylPlus.

Μονομερές βινυλοχλωριδίου
Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η καρκινογόνος δράση του χλωραιθενίου (που συνήθως λέγεται μονομερές βινυλοχλωριδίου ή VCM) συνδέθηκε με καρκίνους σε εργαζόμενους στη βιομηχανία πολυβινυλοχλωριδίου. Ειδικότερα, εργαζόμενοι στη μονάδα πολυμερισμού της εγκατάστασης της B.F. Goodrich κοντά στο Louisville, Kentucky (US) διαγνώστηκαν με αγγειοσάρκωμα (angiosarcoma) του ήπατος, γνωστού επίσης ως αιμαγγειοσάρκωμα (hemangiosarcoma), μια σπάνια νόσο. Από τότε, μελέτες σε εργαζόμενους στο PVC στην Αυστραλία, Ιταλία, Γερμανία και το Ενωμένο Βασίλειο έχουν όλες συνδέσει κάποιους τύπους επαγγελματικών καρκίνων με την έκθεση σε βινυλοχλωρίδιο και έχει γίνει αποδεκτό ότι το VCM είναι καρκινογόνο.  Η τεχνολογία για την αφαίρεση του VCM από προϊόντα έχει γίνει αυστηρά ανάλογη με τους σχετικούς κανονισμούς.

Διοξίνες
Το PVC παράγει HCl κατά την καύση σχεδόν ποσοτικά ως προς το περιεχόμενό του σε χλώριο. Εκτεταμένες μελέτες στην Ευρώπη δείχνουν ότι το χλώριο που βρίσκεται στις εκπεμπόμενες διοξίνες δεν παράγεται από το HCl στα απαέρια. Αντίθετα, οι περισσότερες διοξίνες προκύπτουν στη συμπυκνωμένη στερεή φάση από την αντίδραση των ανόργανων χλωριδίων με γραφιτικές δομές σε σωματίδια στάχτης που περιέχουν απανθρακώματα. Ο χαλκός δρα ως καταλύτης σε αυτές τις αντιδράσεις.

Μελέτες της καύσης οικιακών αποβλήτων δείχνουν σταθερές αυξήσεις στη δημιουργία διοξινών με αυξημένες συγκεντρώσεις PVC. Σύμφωνα με τον κατάλογο διοξινών EPA, οι φωτιές στις χωματερές (landfill fires) είναι πιθανό να εμφανίζουν μια ακόμα μεγαλύτερη πηγή διοξινών στο περιβάλλον. Μια επιθεώρηση διεθνών μελετών πιστοποιεί υψηλές συγκεντρώσεις διοξινών σε περιοχές που επηρεάζονται από ανοικτή καύση αποβλήτων και μια μελέτη που εξετάζει τα προϊόντα στο δείγμα βρήκε ότι το δείγμα με την υψηλότερη συγκέντρωση ήταν "συνηθισμένο για την πυρόλυση του PVC". Άλλες ευρωπαϊκές μελέτες δείχνουν ότι το PVC πιθανόν "να είναι ο κύριος παράγοντας για τη συντριπτική πλειοψηφία του χλωρίου που είναι διαθέσιμο για το σχηματισμό διοξινών κατά τη διάρκεια φωτιών σε χωματερές."

Οι επόμενες μεγαλύτερες πηγές διοξινών στον κατάλογο EPA είναι οι αποτεφρωτήρες ιατρικών και δημοτικών αποβλήτων. Διάφορες μελέτες έχουν διεξαχθεί οδηγούν σε αντικρουόμενα συμπεράσματα. Παραδείγματος χάρη, μια μελέτη για αποτεφρωτήρες εμπορικής κλίμακας δεν έδειξε καμιά σχέση μεταξύ του περιεχομένου σε PVC των αποβλήτων και των εκπομπών διοξινών. Άλλες μελέτες έχουν δείξει μια καθαρή συσχέτιση μεταξύ του σχηματισμού διοξινών και του περιεχομένου σε χλωρίδιο και δείχνουν ότι το PVC συνεισφέρει σημαντικά στον σχηματισμό και διοξινών και PCB σε αποτεφρωτήρες.

Τον Φεβρουάριο του 2007, η τεχνική και επιστημονική συμβουλευτική επιτροπή του συμβουλίου πράσινων κατασκευών των ΗΠΑ (USGBC) εξέδωσε μια ανακοίνωση για την αποφυγή χρήσης υλικών με PVC για το σύστημα αξιολόγησης πράσινων κατασκευών LEED. Η αναφορά καταλήγει ότι "κανένα μεμονωμένο υλικό δεν εμφανίζεται ως το άριστο για όλες τις κατηγορίες επιπτώσεων στην ανθρώπινη υγεία και στο περιβάλλον, ούτε ως το χείριστο" αλλά "ο κίνδυνος εκπομπής διοξινών θέτει το PVC συστηματικά μεταξύ των χειρότερων υλικών για τις επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία."

Στην Ευρώπη η συντριπτική σημασία των συνθηκών καύσης στον σχηματισμό διοξινών έχει πιστοποιηθεί από πολλούς ερευνητές. Ο πιο σημαντικός παράγοντας στον σχηματισμό ενώσεων παρόμοιων με τη διοξίνη είναι η θερμοκρασία των αερίων καύσης. Η συγκέντρωση του οξυγόνου επίσης παίζει σημαντικό ρόλο στον σχηματισμό διοξινών, αλλά όχι το περιεχόμενο σε χλώριο.

Η σχεδίαση των σύγχρονων αποτεφρωτήρων ελαχιστοποιεί τον σχηματισμό PCDD/F βελτιστοποιώντας τη σταθερότητα της θερμικής διεργασίας. Για να συμφωνούν με το ευρωπαϊκό όριο εκπομπής των 0,1 ng I-TEQ/m3, οι σύγχρονοι αποτεφρωτήρες λειτουργούν σε συνθήκες που ελαχιστοποιούν τον σχηματισμό διοξινών και είναι εφοδιασμένες με συσκευές ελέγχου της μόλυνσης που συλλαμβάνουν τις χαμηλές παραγόμενες ποσότητες. Παραδείγματος χάρη, οι πρόσφατες πληροφορίες εμφανίζουν τα επίπεδα διοξινών σε πληθυσμούς κοντά σε αποτεφρωτήρες στη Λισαβόνα και τη Μαδέιρα να μην έχουν αυξηθεί από τη λειτουργία των νέων εγκαταστάσεων το 1999 και το 2002 αντίστοιχα.

Πολλές μελέτες έχουν επίσης δείξει ότι η αφαίρεση του PVC από τα απόβλητα δεν θα μείωνε σημαντικά την ποσότητα των εκπεμπόμενων διοξινών. Η επιτροπή της ΕΕ δημοσίευσε τον Ιούλιο του 2000 ένα πράσινο έγγραφο στα περιβαλλοντικά θέματα του PVC.  "Η επιτροπή δηλώνει (σελίδα 27) ότι έχει προταθεί ότι η μείωση του περιεχομένου σε χλώριο στα απόβλητα μπορεί να συνεισφέρει στη μείωση του σχηματισμού των διοξινών, αν και ο πραγματικός μηχανισμός δεν είναι πλήρως κατανοητός. Είναι πολύ πιθανό ότι οι κύριες παράμετροι της αποτέφρωσης, όπως η θερμοκρασία και η συγκέντρωση οξυγόνου, επηρεάζουν έντονα τον σχηματισμό διοξινών". Το πράσινο έγγραφο δηλώνει παραπέρα ότι στα τρέχοντα επίπεδα του χλωρίου στα δημοτικά απόβλητα, δεν φαίνεται να υπάρχει άμεση ποσοτική σχέση μεταξύ του περιεχομένου σε χλώριο και του σχηματισμού διοξινών.

Μια μελέτη που παραγγέλθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή στην "Εκτίμηση του κύκλου ζωής του PVC και των βασικών ανταγωνιστικών υλικών" δηλώνει ότι ότι οι "Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι η παρουσία του PVC δεν έχει σημαντική επίπτωση στην ποσότητα των εκλυομένων διοξινών μέσω της αποτέφρωσης πλαστικών αποβλήτων."

Τέλος του κύκλου ζωής

Η ευρωπαϊκή ιεραρχία αποβλήτων αναφέρεται σε πέντε στάδια που συμπεριλαμβάνονται στο άρθρο 4 της οδηγίας πλαισίου για τα απόβλητα:

 Πρόληψη: αποτροπή και μείωση της δημιουργίας αποβλήτων.
 Επαναχρησιμοποίηση και προετοιμασία για επαναχρησιμοποίηση: δίνοντας στα προϊόντα μια δεύτερη ζωή πριν να γίνουν απόβλητα.
 Ανακύκλωση: οποιαδήποτε λειτουργία ανάκτησης με την οποία τα απόβλητα υλικά επαναεπεξεργάζονται σε προϊόντα, υλικά ή ουσίες είτε για την αρχική ή για άλλες χρήσεις. Περιλαμβάνει την λιπασματοποίηση και δεν περιλαμβάνει την αποτέφρωση.
 Ανάκτηση: κάποια αποτέφρωση αποβλήτων με βάση έναν πολιτικό μη επιστημονικό τύπο που αναβαθμίζει τους λιγότερο αναποτελεσματικούς αποτεφρωτήρες.
 Διάθεση: διεργασίες διάθεσης των αποβλήτων όπως θάψιμο, αποτέφρωση, πυρόλυση, αεριοποίηση και άλλες τελικές λύσεις. Το θάψιμο αποβλήτων χωματερής περιορίζεται σε κάποιες χώρες της ΕΕ μέσω των οδηγιών χωματερών και υπάρχει μια συζήτηση για την αποτέφρωση (Incineration) Π.χ. πρωτότυπα πλαστικά που περιέχουν πολύ ενέργεια ανακτώνται μόνο ενεργειακά και δεν ανακυκλώνονται. Σύμφωνα με την οδηγία πλαισίου αποβλήτων η ευρωπαϊκή ιεραρχία αποβλήτων δεσμεύει νομικά, εκτός από τις περιπτώσεις όπου μπορεί να απαιτούνται ειδικές ροές αποβλήτων που το απομακρύνουν από την ιεραρχία, οπότε αυτό πρέπει να αιτιολογείται στη βάση της σκέψης του κύκλου ζωής.

Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή έχει καθιερώσει νέους κανόνες για να προάγει την ανάκτηση των αποβλήτων PVC για χρήση σε έναν αριθμό από κατασκευαστικά προϊόντα. Δηλώνει: "Η χρήση ανακτημένου PVC πρέπει να ενθαρρύνεται στην κατασκευή συγκεκριμένων κατασκευαστικών προϊόντων επειδή επιτρέπει την επαναχρησιμοποίηση παλιού PVC [..] Αυτό αποφεύγει την απόρριψη του PVC σε χωματερές ή την αποτέφρωση που προκαλεί έκλυση διοξειδίου του άνθρακα και καδμίου στο περιβάλλον".

Βιομηχανικές πρωτοβουλίες

Στην Ευρώπη, οι εξελίξεις στη διαχείριση αποβλήτων στο PVC παρακολουθούνται από το Vinyl 2010, που ιδρύθηκε το 2000. Το αντικείμενο του Vinyl 2010 είναι η ανακύκλωση μετακαταναλωτών αποβλήτων PVC στην Ευρώπη, πέραν των ροών αποβλήτων που ήδη υπόκεινται σε άλλες ή πιο ειδικούς κανονισμούς.

Από τον Ιούνιο του 2011, ακολούθησε η VinylPlus, με ένα νέο σύνολο στόχων για αειφόρα ανάπτυξη. Ο κύριος στόχος της είναι η ανακύκλωση 800.000 τόνων PVC τον χρόνο μέχρι το 2020, συμπεριλαμβανομένων 100.000 τόνων από  δύσκολα για ανακύκλωση απόβλητα. Η Recovinyl είναι μια από τις εταιρίες για συλλογή και ανακύκλωση αποβλήτων του PVC. Το ανακυκλωμένο PVC το 2013 ήταν σχεδόν 445.000 τόνοι.

Μια προσέγγιση για την αντιμετώπιση του προβλήματος των αποβλήτων PVC είναι επίσης μέσω της διεργασίας που λέγεται Vinyloop. Είναι μια μηχανική διεργασία ανακύκλωσης που χρησιμοποιεί έναν διαλύτη για να ξεχωρίσει το PVC από άλλα υλικά. Αυτός ο διαλύτης μπαίνει σε μια διεργασία κλειστού βρόχου απ' όπου ανακυκλώνεται ο διαλύτης. Το ανακυκλωμένο PVC χρησιμοποιείται στη θέση του αρχικού PVC σε διάφορες εφαρμογές: επικαλύψεις για δεξαμενές κολύμβησης, σόλες υποδημάτων, μάνικες, καλυμμένα υφάσματα, φύλλα PVC. Οι πρωτεύουσες ενεργειακές απαιτήσεις αυτού του ανακυκλωμένου PVC είναι 46 % χαμηλότερες από το συμβατικά παραγόμενο PVC. Έτσι η χρήση του ανακυκλωμένου υλικού οδηγεί σε ένα σαφώς καλύτερο οικολογικό αποτύπωμα. Το δυναμικό της παγκόσμιας θέρμανσης είναι 39 % χαμηλότερο.

Περιορισμοί
Τον Νοέμβριο του 2005, ένα από τα μεγαλύτερα δίκτυα νοσοκομείων στις ΗΠΑ, το Catholic Healthcare West, υπέγραψε ένα συμβόλαιο με την B. Braun Melsungen για ενδοφλέβιους ασκούς και σωληνώσεις χωρίς PVC.

Τον Ιανουάριο του 2012 ένας μεγάλος πάροχος υγείας στη Δυτική Ακτή των ΗΠΑ, το Kaiser Permanente, ανακοίνωσε ότι δεν θα αγοράζει πια ενδοφλέβιο ιατρικό εξοπλισμό κατασκευασμένο από πολυβινυλοχλωρίδιο και πλαστικοποιητές τύπου DEHP.

Αειφορία
Το PVC παρασκευάζεται από πετρέλαιο. Η διεργασία παραγωγής χρησιμοποιεί επίσης χλωριούχο νάτριο. Το ανακυκλωμένο PVC διασπάται σε μικρά κομμάτια, αφαιρούνται οι ακαθαρσίες, και το προϊόν εξευγενίζεται για την παρασκευή καθαρού λευκού PVC. Μπορεί να ανακυκλωθεί χοντρικά επτά φορές και έχει μέγιστη διάρκεια ζωής περίπου 140 ετών.

Στο Ενωμένο Βασίλειο, ανακυκλώνονται περίπου 400 τόνοι από PVC κάθε μήνα. Η ανακύκλωση μπορεί να γίνει μέσω εθνικών αποθετηρίων συλλογής. Η Olympic Delivery Authority (ODA), παραδείγματος χάρη, αφού αρχικά είχε απορρίψει το PVC ως υλικό για διάφορους προσωρινούς χώρους των θερινών ολυμπιακών αγώνων 2012, αναθεώρησε την απόφασή του και ανέπτυξε μια πολιτική για τη χρήση του. Αυτή η πολιτική τόνισε ότι οι λειτουργικές ιδιότητες του PVC, το έκαναν το πιο κατάλληλο υλικό σε συγκεκριμένες περιπτώσεις, αφού ελήφθησαν υπόψη οι περιβαλλοντικές και κοινωνικές επιπτώσεις για όλον το κύκλο της ζωής του, π.χ. τον βαθμό ανακύκλωσης ή επαναχρησιμοποίησης και το ποσοστό του ανακυκλωμένου περιεχομένου. Προσωρινά τμήματα, όπως καλύμματα οροφών του ολυμπιακού σταδίου του Λονδίνου, το γήπεδο υδατοσφαίρισης και το Royal Artillery Barracks, αποσυναρμολογήθηκαν και ένα μέρος τους ανακυκλώθηκε στη Vinyloop.

Παραπομπές

Βιβλιογραφία

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

 The European PVC Portal (European Council of Vinyl Manufacturers)
 Polyvinyl Chloride International Chemical Safety Cards—CDC/NIOSH
 PVC4Pipes (Global PVC Pipe trade association)
 The guide of pvc window in France
 An introduction to vinyl
 The Vinyl Council of Canada
 US Vinyl Institute
 Resources for all UPVC windows in French
 

Πολυμερή
Πλαστικά
Διηλεκτρικά