Cumu fà u plasticu di cloruru di polivinile è i so usi in l'applicazioni di custruzzione
U cloruru di polivinile (PVC) hè unu di i plastichi i più aduprati in u mondu, in particulare in u settore di a custruzzione. A so pupularità hè ben fundata: u PVC hè relativamente ecunomicu, forte, resistente à a currusione, faciule da trasfurmà, è pò esse "aghjustatu" in e so proprietà - da rigidu à flessibile - per mezu di l'aghjunta di additivi. In l'industria di a custruzzione, u PVC si trova in tubi, pannelli, telai, guaine di cavi, pavimenti in vinile, membrane di tetti, è ancu profili interni. Per capisce perchè u PVC hè cusì versatile, hè impurtante capisce cumu hè fattu è cumu e so proprietà sò furmate da u prucessu è a formulazione.
Chì ghjè u PVC ?
U PVC hè un polimeru termoplasticu cumpostu da unità ripetute di cloruru di vinile. À u cuntrariu di parechji altri plastichi derivati puramente da u petroliu, u PVC cuntene cloru, tipicamente ottenutu da u sale (NaCl) per mezu di un prucessu d'elettrolisi. Sta cumpusizione dà à u PVC una bona resistenza chimica è un cumpurtamentu di combustione differente da certi polimeri d'idrocarburi puri, ancu s'ellu richiede sempre una gestione stretta di a sicurezza è di l'ambiente.
In generale, u PVC hè divisu in dui grandi gruppi:
1. PVC rigidu (uPVC / PVC rigidu): forte, dimensionalmente stabile, cumunu per tubi, profili di finestre, grondaie.
2. PVC flessibile (PVC plastificatu): più flessibile perchè si aghjunghjenu plastificanti, spessu adupratu per cavi, tubi, membrane, pavimenti in vinile.
A materia prima principale per a fabricazione di PVC
A fabricazione di PVC cum'è pruduttu industriale ùn principia di solitu micca direttamente da u "cloruru di vinile" senza tappe, ma piuttostu per mezu di una seria di prucessi da materie prime basiche:
1. Sale (NaCl) → per ottene cloru (Cl₂) per elettrolisi di a suluzione salina (prucessu cloru-alcalinu).
2. Etilene (C₂H₄) → generalmente da u cracking di nafta o etanu (industria petrochimica).
3. Ossigenu/aria → adupratu in certi percorsi di pruduzzione.
4. Catalizzatore → necessariu in a fase di furmazione di cumposti intermedi.
5. Additivi di formulazione → stabilizzanti di calore, lubrificanti, riempitivi, pigmenti, modificatori d'impattu è, se necessariu, plastificanti.
Fasi generali di a fabricazione di PVC (panoràmica di l'industria)
Nota: a seguente descrizzione hè una panoramica cuncettuale di u prucessu industriale, micca una guida pratica per l'usu domesticu. A pruduzzione è a polimerizazione di cloruru di vinile implicanu materiali periculosi è richiedenu strutture strette, cuntrolli di l'emissioni è norme di sicurezza.
1) Pruduzzione di cloru è soda caustica (prucessu cloru-alcali)
A suluzione salina (salamoia) hè elettrolizzata per pruduce:
– Cloru (Cl₂) à l'anodu
– Idrossidu di sodiu (NaOH) è idrogenu (H₂) à u catodu
Stu cloru hè tandu adupratu per furmà cumposti intermedi chì portanu à u cloruru di vinile.
2) Furmazione di EDC (dicloruru d'etilene / 1,2-dicloroetanu)
L'EDC hè un intermediu chjave in a strada versu u cloruru di vinile. Ci sò duie vie principali chì sò spessu cumminate:
– Clorinazione diretta: etilene + cloru → EDC
– Ossiclorurazione: etilene + HCl + O₂ → EDC + H₂O (usendu un catalizatore)
A cumbinazione di sti dui percorsi aiuta à utilizà u sottoproduttu HCl è aumenta l'efficienza generale di u ciclu di u cloru.
3) Fratturazione di EDC in VCM (monomeru di cloruru di vinile)
L'EDC hè tandu riscaldatu (cracking termicu) in modu chì si decompone in:
– VCM (monomeru di cloruru di vinile)
– HCl (chì pò esse rinviatu à a fase di ossiclorurazione)
U VCM hè u monomeru principale chì serà polimerizatu in PVC.
4) Polimerizazione di VCM in PVC
A polimerizazione di u cloruru di vinile hè realizata aduprendu un iniziatore (cum'è un cumpostu di perossidu) in un reattore pressurizatu sottu un strettu cuntrollu di a temperatura. Esistenu parechji metudi di polimerizazione, ognunu di i quali produce diverse caratteristiche di resina:
– Polimerizazione in suspensione: più cumuna per i prudutti rigidi cum'è tubi è profili; produce granuli di resina chì sò faciuli da trasfurmà.
– Polimerizazione in emulsione: produce particelle più fini; spessu aduprata per paste di PVC, rivestimenti è certe applicazioni.
– Polimerizazione in massa: senza mezu acquosu; aduprata in parechje applicazioni speciali.
Dopu à a reazione, a resina di PVC hè separata, lavata, secca è cunservata cum'è polvere o granuli (resina di PVC). Sta resina ùn hè ancu pronta per a pruduzzione - hà sempre bisognu di esse furmulata cù additivi è trasfurmata in a so forma finale.
Formulazione: perchè u PVC pò esse rigidu o flessibile?
U principale vantaghju di u PVC stà in a so "ricetta" cumposta. A resina di PVC hè mischiata cù parechji additivi per ottene e proprietà desiderate:
1. Stabilizatore di calore
U PVC hè sensibile à u calore durante a trasfurmazione; i stabilizzanti impediscenu a degradazione (cum'è a decolorazione è a riduzione di e proprietà meccaniche). L'industrie muderne passanu sempre di più à stabilizzanti più rispettosi di l'ambiente chè à e formulazioni più vechje.
2. Lubrificante
Aiuta u flussu di materiale durante l'estrusione/iniezione è riduce l'adesione à a macchina.
3. Modificatore d'impattu
Aumenta a tenacità (resistenza à l'impattu), impurtante per i profili di finestre, pannelli o tubi in certe cundizioni.
4. Riempitore (per esempiu, carbonatu di calciu)
Riduce i costi è pò aumentà una certa rigidità/durabilità, ma deve esse equilibratu per ùn riduce micca e prestazioni.
5. Plastificante
A chjave per fà u PVC flessibile. Adupratu in cavi, pavimenti in vinile, membrane è tubi.
6. Pigmenti è additivi UV
Aghjunghje culore è resistenza à l'intemperie per applicazioni esterne.
Prucessu di furmazione di prudutti in PVC per a custruzzione
Una volta chì u compostu hè prontu, u PVC hè trasfurmatu cù i metudi cumuni di fabricazione di plastica:
– Estrusione: per tubi, profili di telaio, grondaie, rivestimenti è lamiere. U materiale hè fusu è spintu attraversu una matrice per furmà un prufilu cuntinuu.
– Iniezione (stampaggio à iniezione): per raccordi per tubi, connettori, cumpunenti accessori.
– Calandratura: per fogli/pavimenti in vinile è membrane.
– Stampaggio per soffiaggio: per certi cumpunenti cavi (menu cumuni in l'applicazioni di custruzzione chè l'estrusione).
U raffreddamentu cuntrullatu è u cuntrollu di qualità (dimensioni, spessore, resistenza) sò impurtanti per assicurà chì u pruduttu sia consistente è rispetti i standard.
Usi di u PVC in l'applicazioni di custruzzione
Eccu l'applicazioni più cumuni di u PVC in u settore di a custruzzione cù e so ragioni tecniche:
1) Tubi è raccordi (acqua pulita, drenaggiu, rifiuti)
U PVC rigidu (uPVC) hè assai pupulare per i tubi perchè:
– resistente à a currusione (ùn arrugginisce micca cum'è u metallu),
– superficia liscia (riduce a perdita di pressione è a furmazione di croste),
– ligeru è faciule da stallà,
– costi relativamente bassi,
– diverse classi di pressione è diametri sò dispunibili.
Per u drenaggiu di l'acqua calda o bisogni specifichi, si sceglienu qualchì volta materiali alternativi cum'è u CPVC o u PPR, ma per parechje rete d'acqua fredda è di drenaggiu, u PVC ferma duminante.
2) Cundutti elettrichi è prutettori di cavi
U PVC (rigidu è flessibile) hè adupratu cum'è:
– cundutti d'installazione elettrica incastrati o superficiali,
– isolamentu di u cavu è guaina esterna.
I motivi includenu un bon isolamentu elettricu, resistenza à l'umidità è facilità di modellà.
3) Profili di porte è finestre (uPVC)
U PVC hè largamente adupratu per i telai di e finestre perchè:
– stabile, ùn si deteriora micca facilmente,
– poca manutenzione (ùn ci hè bisognu di pittura regulare),
– bona prestazione termica è acustica quandu hè cumminata cù un disignu cavu è sigillatu,
– resistente à l'intemperie è à e termite.
4) Pavimenti in vinile (pavimenti in PVC)
I pavimenti à basa di PVC sò pupulari in l'edificii cummerciali è in e case perchè:
- resistente à l'abrasione è faciule da pulisce,
– diversi motivi dispunibili (legnu, petra, mudelli),
– pò esse cuncipitu per esse antiscivolo,
– megliu insonorizazione chè a ceramica in certi sistemi.
5) Membrana di u tettu è impermeabilizazione
U PVC flessibile (spessu rinforzatu cù fibre) hè adupratu cum'è membrana:
– resistente à l'intemperie,
– pò esse saldatu à caldu à i giunti,
– adatta per tetti piani è certi sistemi d'impermeabilizazione.
6) Pannelli murali, soffitti è rivestimenti
I pannelli in PVC sò scelti per e zone umide (per esempiu, bagni, cucine, locali di manutenzione) perchè sò faciuli da pulisce è resistenti à l'acqua, ancu s'è a scelta di a qualità è di u metudu d'installazione determina a durabilità à longu andà.
Cunsiderazioni di sicurezza è ambientali
U PVC hè sicuru per l'usu in parechje applicazioni di custruzzione s'ellu rispetta i standard è hè installatu currettamente. Tuttavia, ci sò prublemi impurtanti da cunsiderà:
– A pruduzzione è a trasfurmazione di i monomeri VCM devenu esse strettamente cuntrullate per via di a so natura periculosa. L'industria muderna implementa limiti di residui di monomeri è cuntrolli di l'emissioni.
– A combustione incontrollata pò pruduce gas periculosi. Dunque, a gestione di l'incendii in l'edifizii è a selezzione di i materiali devenu rispettà e normative lucali.
– Riciclaggio: U PVC pò esse riciclatu meccanicamente in parechji flussi di rifiuti, in particulare da i rifiuti di pruduzzione o i scarti di prufili/tubi, ma richiede una classificazione è un cuntrollu di i contaminanti.
Penutup
U PVC hè un materiale chjave in a custruzzione muderna per via di a so cumbinazione di costu, facilità di fabricazione, resistenza à a corrosione è flessibilità di e proprietà per via di l'additivi. Industrialmente, u PVC hè fabbricatu per via di una seria di prucessi da u sale è l'etilene per pruduce VCM, chì hè poi polimerizatu in resina di PVC chì hè furmulata è stampata in prudutti cum'è tubi, cundotti, telai in uPVC, pavimenti in vinile è membrane impermeabili. Cù a scelta ghjusta di u tipu di PVC (rigidu o flessibile), a formulazione adatta è l'installazione standard, u PVC pò furnisce prestazioni à longu andà in una varietà di applicazioni di custruzzione.
Sè vo vulete, possu adattà questu articulu à u cuntestu di i travaglii sculare/universitari (per esempiu, aghjunghjendu diagrammi di flussu di prucessu, bibliografia, o esempi di norme pertinenti cum'è SNI/ISO).
