Polyvinyylikloridi

Polyvinyylikloridi (PVC) ( (C2H3Cl)n, CAS-numero 9002-86-2) on laajalti käytetty muovi. Liiketaloudellisissa voitoissa mitaten se on yksi kemianteollisuuden arvokkaimmista tuotteista. Yli puolet tuotetusta PVC:stä käytetään rakentamisessa. Rakennusmateriaalina PVC on halpa ja helppo koota. Viime vuosina PVC on alkanut monilla alueilla korvata niinkin tavallisia rakennusmateriaaleja kuin puu, betoni ja savi. 

Polyvinyylikloridia tuotetaan sen monomeeristä, vinyylikloridista (rakennekaava CH2=CHCl). PVC on kovaa muovia, joka saadaan pehmeämmäksi ja taipuisammaksi lisäämällä siihen pehmittimiä, joista yleisimpiä ovat ftalaatit. Polyvinyylikloridin kiteisyysaste on vain 5–10 prosenttia.

Vedenpitävyytensä vuoksi PVC:stä valmistetaan myös putkia, sadetakkeja ja laukkuja. Sitä käytetään myös sähköeristeenä. Varsinkin ennen CD-levyjen yleistymistä PVC:tä käytettiin myös äänilevyjen, vinyylilevyjen valmistukseen.

Rakenne 

Additiopolymeroinnin ketjureaktion aloittamiseksi tarvitaan katalyytti, joka on usein halogeenin radikaali.

Ympäristö- ja terveysvaikutukset 
PVC-muovista syntyvän jätteen hävittäminen on poikkeuksellisen ongelmallista sen sisältämän kloorin vuoksi. Sitä ei muista yleisimmistä muoveista poiketen voida hyödyntää energiaksi polttamalla kotitalouksien lämmityskattiloissa eikä energiajaetta hyödyntävissä voima- tai lämpölaitoksissa poltossa syntyvien haitallisten yhdisteiden takia. Polttaminen rajoittuu erityisiin jätteenpolttolaitoksiin, mutta ellei näitä ole käytettävissä, PVC-jäte päätyy sekajätteenä kaatopaikoille. PVC:n palokaasut sisältävät täydellisessä palamisessa vetykloridia eli suolahappoa. Epätäydellisessä palamisessa syntyy lisäksi muun muassa myrkkyjä kuten fosgeenia sekä niin kutsuttuja dioksiineja kuten PCDD-, PCDF- ja koplanaarisia PCB-yhdisteitä.

Vaikkakin PVC näyttäisi olevan ihanteellinen rakennusmateriaali, huolenaiheina ovat olleet aineen mahdolliset ympäristövaikutukset ja terveydelliset vaikutukset ihmiseen. Toisaalta esimerkiksi sähköjohtojen eristämisessä käytettävät PVC-putket estävät monet sähköjohdoista alkavat tulipalot, sillä PVC on melko vaikeasti syttyvää, koska sen klooripitoisuus on suuri: 56 massaprosenttia. Korkeassa lämpötilassa se kuitenkin voi syttyä palamaan, jolloin syntyvä kaasuseos on erittäin myrkyllistä.

PVC-muovin pehmittämiseen käytettyjä ftalaatteja pidetään haitallisina ihmisen lisääntymiselle.

Historia 

Polyvinyylikloridi keksittiin vahingossa kahteen otteeseen 1800-luvulla. Keksijänä oli ensin vuonna 1838 Henri Victor Regnault ja vuonna 1872 Eugen Baumann. Kummassakin tapauksessa polymeeri näytti valkoiselta kiinteältä aineelta vinyylikloridipulloissa, jotka oli jätetty auringonvaloon.

1900-luvun alussa venäläinen kemisti Ivan Ostromislensky ja saksalaisen kemianyrityksen Fritz Klatte yrittivät kumpikin hyödyntää PVC:tä kaupallisissa tuotteissa, mutta vaikeudet kovan ja välillä hauraankin polymeerin käsittelyssä torpedoivat nämä yritykset.

Vuonna 1926 Waldo Semon kehitti keinon muovata PVC:tä sekoittamalla siihen erinäisiä lisäaineita. Tuloksena oli taipuisampaa ja helpommin käsiteltävää materiaalia, jonka käytettävyys laajeni nopeasti.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Muoviura.fi: PVC Polyvinyylikloridi (pdf)
pvc.org: PVC 

Muovit
Kloridit
Polymeerit
Seulonnan keskeiset artikkelit