Polyvinyylikloridi

Polyvinyylikloridi (PVC) ( (C₂H₃Cl)_n, CAS-numero 9002-86-2) on teollisuudessa laajalti käytetty muovi. Liiketaloudellisissa voitoissa mitaten se on yksi kemianteollisuuden arvokkaimmista tuotteista. Yli puolet tuotetusta PVC:stä käytetään rakennusteollisuudessa. Rakennusmateriaalina PVC on halpa ja helppo koota. Viime vuosina PVC on alkanut monilla alueilla korvata niinkin tavallisia rakennusmateriaaleja kuin puu, betoni ja savi. Polyvinyylikloridin kiteisyysaste on vain 5-10 prosenttia.

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

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

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. Epätäydellisessä palamisessa syntyy lisäksi muun muassa fosgeenia sekä PCDD-, PCDF- ja koplanaarisia PCB-yhdisteitä.

Vaikkakin PVC näyttäisi olevan ihanteellinen rakennusmateriaali, viimeisimpinä 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 pehmittiminä käytettäviä 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.

Aiheesta muualla

• Polyvinyylikloridin kansainvälinen kemikaalikortti
• Muoviura.fi: PVC Polyvinyylikloridi (pdf)
• pvc,org: PVC (englanniksi)