Polivinil klorida (IUPAC: Poli(kloroetanadiol)), biasa disingkat PVC, adalah polimer termoplastik urutan ketiga dalam hal jumlah pemakaian di dunia, setelah polietilena dan polipropilena. Di seluruh dunia, lebih dari 50% PVC yang diproduksi dipakai dalam konstruksi. Sebagai bahan bangunan, PVC relatif murah, tahan lama, dan mudah dirangkai. PVC bisa dibuat lebih elastis dan fleksibel dengan menambahkan plasticizer, umumnya ftalat. PVC yang fleksibel umumnya dipakai sebagai bahan pakaian, perpipaan, atap, dan insulasi kabel listrik.

PVC diproduksi dengan cara polimerisasi monomer vinil klorida (CH2=CHCl). Karena 57% massanya adalah klor, PVC adalah polimer yang menggunakan bahan baku minyak bumi terendah di antara polimer lainnya.Proses produksi yang dipakai pada umumnya adalah polimerisasi suspensi. Pada proses ini, monomer vinil klorida dan air diintroduksi ke reaktor polimerisasi dan inisiator polimerisasi, bersama bahan kimia tambahan untuk menginisiasi reaksi. Kandungan pada wadah reaksi terus-menerus dicampur untuk mempertahankan suspensi dan memastikan keseragaman ukuran partikel resin PVC. Reaksinya adalah eksotermik, dan membutuhkan mekanisme pendinginan untuk mempertahankan reaktor pada temperatur yang dibutuhkan. Karena volume berkontraksi selama reaksi (PVC lebih padat dari pada monomer vinil klorida), air secara kontinu ditambah ke campuran untuk mempertahankan suspensi.

Ketika reaksi sudah selesai, hasilnya, cairan PVC, harus dipisahkan dari kelebihan monomer vinil klorida yang akan dipakai lagi untuk reaksi berikutnya. Lalu cairan PVC yang sudah jadi akan disentrifugasi untuk memisahkan kelebihan air. Cairan lalu dikeringkan dengan udara panas dan dihasilkan butiran PVC. Pada operasi normal, kelebihan monomer vinil klorida pada PVC hanya sebesar kurang dari 1 PPM.

Proses produksi lainnya, seperti suspensi mikro dan polimerisasi emulsi, menghasilkan PVC dengan butiran yang berukuran lebih kecil, dengan sedikit perbedaan sifat dan juga perbedaan aplikasinya.Produk proses polimerisasi adalah PVC murni. Sebelum PVC menjadi produk akhir, biasanya membutuhkan konversi dengan menambahkan heat stabilizer, UV stabilizer, pelumas, plasticizer, bahan penolong proses, pengatur termal, pengisi, bahan penahan api, biosida, bahan pengembang, dan pigmen pilihan.

Sejarah

PVC ditemukan secara tidak sengaja oleh Henri Victor Regnault pada tahun 1835 dan Eugen Baumann di tahun 1872. Di awal abad ke 20, ahli kimia Rusia, Ivan Ostromislensky dan Fritz Klatte dari perusahaan kimia Jerman Griesheim-Elektron mencoba menetapkan penggunaan PVC sebagai produk komersial. Tetapi, kesulitan pengkakuan bahan menghalangi usaha mereka. Pada tahun 1926, Waldo Semon dan perusahaan B. F. Goodrich mengembangkan metode menjadikan PVC 'benar-benar plastik' dengan menambahkan berbagai bahan tambahan. Hasilnya, PVC menjadi lebih fleksibel dan lebih mudah diproses yang lalu mencapai penggunaan secara luas.1

Sifat fisik

PVC adalah termoplastik polimer. Sifat untuk PVC biasanya dikelompokkan berdasarkan PVC kaku dan fleksibel.

Milik Rigid PVC Fleksibel PVC Densitas [g / cm 3] [9] 1.3-1.45 1.1-1.35 Thermal konduktivitas [W / (m · K )] [10] 0.14-0.28 0.14-0.17 Yield kekuatan [psi] [9] 4500 - 8700 1450 - 3600 Young modulus [psi] 490.000 [11] Lentur kekuatan (yield) [psi] 10.500 [11] Kompresi kekuatan [psi] 9500 [11] Koefisien ekspansi termal (linear) [mm / (mm ° C)] 5 × 10 -5 [11] Vicat B [° C] [10] 65-100 Tidak direkomendasikan Tahanan [Ω m] [12] [13] 10 16 10 12 -10 15 Permukaan resistivitas [Ω] [12] [13] 10 13 -10 14 10 11 -10 12

Sifat mekanis

PVC memiliki kekerasan tinggi dan sifat mekanik. Sifat mekanis meningkatkan dengan berat molekul meningkat, tetapi menurun dengan meningkatnya suhu. Sifat mekanik kaku PVC (uPVC) sangat baik, modulus elastisitas dapat mencapai 1500-3,000 MPa. The PVC lunak (Flexible PVC) elastis 1,5-15 MPa. Namun, perpanjangan putus hingga 200% -450%. Gesekan PVC biasa, faktor gesekan statis adalah 0,4-0,5, faktor gesekan dinamis adalah 0,23. [14]

Sifat termal

Stabilitas panas PVC sangat miskin, saat suhu mencapai 140 ° C PVC mulai membusuk. Suhu leleh adalah 160 ° C. Koefisien ekspansi linear dari PVC kecil dan memiliki retardancy api, indeks oksidasi hingga 45 atau lebih. Oleh karena itu, penambahan penstabil panas selama proses ini diperlukan untuk memastikan sifat produk.

Sifat Listrik

PVC adalah polimer dengan sifat insulasi yang baik tetapi karena sifatnya yang lebih tinggi kutubnya properti isolasi listrik lebih rendah daripada polimer non polar seperti polyethylene dan polypropylene .

Sebagai konstanta dielektrik, dielektrik loss tangent nilai dan volume resistivitas yang tinggi, resistensi korona sangat tidak baik, umumnya cocok untuk menengah atau tegangan rendah dan frekuensi rendah bahan isolasi.

Aplikasi

Sifat PVC yang menarik membuatnya cocok untuk berbagai macam penggunaan. PVC tahan secara biologi dan kimia, membuatnya menjadi plastik yang dipilih sebagai bahan pembuat pipa pembuangan dalam rumah tangga dan pipa lainnya di mana korosi menjadi pembatas pipa logam.Dengan tambahan berbagai bahan anti tekanan dan stabilizer, PVC menjadi bahan yang populer sebaga bingkai jendela dan pintu. Dengan penambahan plasticizer, PVC menjadi cukup elastis untuk digunakan sebagai insulator kabel.

Tanda

Polivinil klorida terbentuk dalam lembaran datar dalam berbagai ketebalan dan warna. Seperti lembaran datar, PVC seringkali diperluas untuk membuat void di bagian dalam bahan, ketebalan menyediakan tambahan tanpa berat tambahan dan biaya tambahan minimal (lihat Tertutup-sel PVC foamboard ). Lembar dipotong menggunakan gergaji dan peralatan rotary cutting. Plasticized PVC juga digunakan untuk memproduksi tipis, berwarna, atau jelas, perekat -backed film disebut hanya sebagai vinil. Film-film ini biasanya dipotong pada komputer yang dikendalikan plotter atau dicetak dalam printer format lebar . Lembaran-lembaran ini dan film yang digunakan untuk menghasilkan berbagai signage komersial produk dan tanda-tanda pada kendaraan, misalnya garis-garis body mobil .

Pakaian

PVC telah digunakan secara luas pada bahan pakaian, yaitu membuat bahan serupa kulit. PVC lebih murah dari karet, kulit, atau lateks sehingga digunakan secara luas. PVC juga waterproof sehingga dijadikan bahan pembuatan jaket, mantel, dan tas.

PVC telah menjadi banyak digunakan dalam pakaian, baik untuk membuat kulit bahan-suka atau pada waktu hanya untuk efek PVC. pakaian PVC umum di Goth , Punk , jimat pakaian dan mode alternatif . PVC lebih murah daripada karet , kulit, dan lateks yang sebaiknya digunakan untuk mensimulasikan.

Kain PVC memiliki kemilau untuk itu dan tahan air sehingga digunakan dalam mantel, peralatan ski, sepatu, jaket , celemek , dan tas.

Kabel listrik

PVC yang digunakan sebagai insulasi kabel listrik harus memakai plasticizer agar lebih elastis. Namun jika terpapar api, kabel yang tertutup PVC akan menghasilkan asap HCl dan menjadi bahan yang berbahaya bagi kesehatan. Aplikasi di mana asap adalah bahaya utama (terutama di

terowongan), PVC LSOH (low smoke, zero halogen) adalah bahan insulasi yang pada umumnya dipilih.

Perpipaan

Secara kasar, setengah produksi resin PVC dunia dijadikan pipa untuk berbagai keperluan perkotaan dan industri. Sifatnya yang ringan, kekuatan tinggi, dan reaktivitas rendah, menjadikannya cocok untuk berbagai keperluan. Pipa PVC juga bisa dicampur dengan berbagai larutan semen atau disatukan dengan pipa HDPE oleh panas,menciptakan sambungan permanen yang tahan kebocoran.

Olahraga

Karena fleksibilitas PVC juga telah mengembangkan cukup menggunakan beberapa dalam wilayah olahraga. Di Inggris British Plastik Federasi telah memproduksi sebuah video YouTube baru dan menarik yang meliputi penggunaan tertentu kain PVC dilapisi di acara-acara olahraga terakhir di 2012. [22] Lihat juga bagian Keberlanjutan .

Kesehatan

Kedua area aplikasi utama untuk senyawa PVC medis disetujui adalah wadah fleksibel dan tubing: wadah yang digunakan untuk komponen darah dan darah untuk urin atau untuk produk ostomy dan tubing yang digunakan untuk mengambil darah dan darah memberikan set, kateter, jantung-paru set bypass, set hemodialisis dll Di Eropa konsumsi PVC untuk perangkat medis adalah sekitar 85.000 ton setiap tahun. Hampir sepertiga dari plastik peralatan medis berbasis terbuat dari PVC. [23]

Lantai

Fleksibel lantai PVC murah dan digunakan dalam berbagai bangunan seluas rumah, rumah sakit, kantor, dll sekolah. Desain yang kompleks dan 3D yang mungkin disebabkan oleh cetakan yang dapat dibuat yang kemudian dilindungi oleh lapisan aus jelas. Lapisan vinil menengah busa juga memberikan nuansa yang nyaman dan aman. Permukaan, halus tangguh dari lapisan atas memakai mencegah penumpukan kotoran yang mencegah mikroba dari peternakan di daerah yang perlu dijaga steril, seperti rumah sakit dan klinik.

Kesehatan dan keamanan

Plasticizer ftalat

Banyak produk vinil mengandung bahan kimia tambahan untuk mengubah konsistensi kimia dari produk. Beberapa dari bahan tambahan kimia ini dapat keluar dari PVC ketika digunakan. Plasticizer yang ditambahkan untuk memfleksibelkan PVC telah menjadi suatu kekhawatiran.

Bahan PVC yang lembut pada mainan telah dibuat untuk bayi beberapa tahun lamanya, menjadi suatu kekhawatiran bahwa bahan tambahan keluar dari mainan menuju tubuh anak yang mengunyah mainan tersebut. Ftalat adalah bahan yang mengganggu hormon manusia dan juga mengganggu berbagai bentuk kehidupan lainnya seperti ikan dan invertebrata. DEHP (dietilheksil ftalat), salah satu bahan pelembut PVC telah dilarang penggunaannya oleh Uni Eropa pada tahun 2006. Berbagai perusahaan Amerika Serikat juga telah menghentikan penggunaan DEHP secara sukarela.

Pada September 2002, FDA menemukan banyaknya peralatan medis yang menggunakan PVC yang mengandung DEHP. Pada tahun 2004, tim gabungan peneliti Swedia dan Denmark meneliti pengaruh level kandungan udara terhadap DEHP dan BBzP(butil benzil ftalat) yang dipakai di rumah tangga terhadap alergi pada anak-anak. Lalu di bulan Desember 2006, Uni Eropa menyatakan bahwa BBzP tidak berbahaya bagi konsumen termasuk anak-anak.

Monomer vinil klorida

Di awal tahun 1970, Dr. John Creech dan Dr. Maurice Johnson adalah yang pertama kali menyadari bahaya monomer vinil klorida terhadap risiko penyakit kanker. Para pekerja di bagian polimerisasi PVC didiagnosa menderita angiosarkoma hati yang merupakan penyakit langka. Sejak saat itu, dilakukan studi terhadap para pekerja di fasilitas polimerisasi PVC di Australia, Italia, Jerman, dan Inggris, dan ditemukan kondisi yang serupa.

Daur ulang

Daur ulang PVC saat ini tidaklah populer karena biaya untuk menghancurkan dan memproses kembali resin PVC lebih mahal dari pada membuat resin PVC dari bahan bakunya. Beberapa pembuat PVC telah menempatkan program daur ulang PVC, mendaur ulang sampah PVC kembali menjadi produk baru sebagai upaya untuk mengurangi perluasan lahan pembuangan sampah. Proses depolimerisasi termal bisa dengan aman dan efisien mengubah PVC menjadi bahan bakar, namun hal ini tidak dilakukan secara luas.

Proses pembuatan produk AkhirResin PVC yang berupa bubuk halus berwarna putih selanjutnya digunakan dalam industri sebagai bahan baku pembuatan produk akhir yang bermanfaat. Langkah awal pengolahan adalah mencampur resin PVC dengan berbagai aditif yang masing-masing memiliki fungsi tertentu sehingga terbentuk suatu adonan (compound). Compound PVC selanjutnya dapat diproses menjadi produk jadi dengan sifat-sifat yang diinginkan melalui berbagai cara, antara lain sebagai berikut.

1 Teknik EkstruksiTeknik ini dilakukan dengan cara memanaskan resin PVC dan mengalirkannya melalui suatu cetakan berbagai bentuk, sehingga dihasilkan produk memanjang yang profilnya mengikuti bentuk cerakan tersebut, misalnya produk pipa, kabel dan lain-lain.

2 Teknik Cetak-Injeksi (Injection Molding)Teknik ini dilakukan dengan cara melelehkan resin PVC dan menyuntikkannya ke dalam suatu

ruang cetakan tiga dimensi untuk menghasilkan produk seperti botol, dash board, housing bagi produk-produk elektronik seperti TV, computer, monitor dll.

3 Teknik Cetak-Tiup (Blow Molding)Teknik ini dilakukan dengan cara melelehkan resin PVC, kemudian lelehan PVC ditiup di dalam suatu cetakan sehingga membentuk suatu produk, misalnya botol.

4 Teknik KalenderingProses kalendering menghasilkan produk berupa film dan lembaran dengan berbagai tingkat ketebalan, biasanya dipakai untuk produk alas lantai, wall paper, dll.

Pemanfaatan resin PVC tidak terbatas melalui teknik tersebut diatas, sebagai contoh resin PVC yang terdispersi dalam larutan juga dapat digunakan sebagai bahan pelapis/coating, misalnya untuk lapisan bawah karpet dll