PVC je po porabi tretji največji termoplast s trgom 82,5 milijarde ameriških dolarjev in rastjo 4 %. Je amorfen, brez dodatkov je trd in tog termoplast PVC-U. Odvisno od adicijske polimerizacije vinilklorida – emulzijska, suspenzijska ali v masi – ločimo E-PVC, S-PVC (90 % vsega) in M-PVC. Za PVC je indikator molekulske mase in stopnje polimerizacije K-vrednost, K70–75 so visoke vrednosti. Z dodatkom mehčal dobimo mehak plastificiran PVC-P. PVC je lahko tudi v obliki plastisolov. Pri predelavi je nestabilen in mu je potrebno dodajati stabilizatorje. Največji del visoke rasti porabe PVC predstavljajo negorljive kabelske izolacije, talne obloge, korozijsko obstojne cevi in okenski profili. Monomer plin vinilklorid je ekstremno strupen in rakotvoren, a se je 11 proizvajalcev PVC združilo znotraj EU, kjer so izpolnili vse varstvene zahteve. Tako se v PVC hranijo tudi zaloge krvi za transfuzijo.
E-PVC emulzijo stabilizirajo s površinsko aktivnimi snovmi, delci v nastalem lateksu imajo premere 0,1–2 μ in so primerni za plastisole in za kalandriranje v dekorativne folije. S-PVC je v obliki poroznih delcev 60-250 μ, ne vsebuje soli ali emulgatorjev, ima dobre električne lastnosti in je transparenten, uporablja se za folije, plastenke ter posode. S suspenzijsko polimerizacijo proizvajajo tudi kopolimere in cepljene polimere. M-PVC polimerizacija v delce okrog 150 μ poteka brez dodatka vode s peroksidi v monomeru kot iniciatorji v dveh stopnjah do izkoristka 80 %, ostanke monomera izločijo in je stabilnejši kot S-PVC. Trgovska oblika PVC je bel prah, običajno pomešan z dodatki, ki so potrebni za predelavo in za končne izdelke, medtem ko so drugi termoplasti običajno v obliki granulata.
- Dodatki za PVC so toplotni stabilizatorji, mehčala, udarno žilavostni modifikatorji in polnila, za predelavo togega PVC tudi maziva, npr. kovinski stearati, stearinska kislina skupaj z različnimi voski. Ker je PVC samougasljiv, se redkeje dodajajo dodatki za samogasnost. Uporabljajo se še UV-stabilizatorji, pigmenti, penila za ekspandiran PVC, biocidi in fungicidi za proizvodnjo mehkega PVC za plavalne bazene, gradbene elemente ... Kot žilavostni modifikator za zunanjo uporabo služi kloriran polietilen, EVA ter poliakrilati. Kadar za svetlobno obstojnost ni posebnih zahtev, dodajajo ABS ali udarno žilav PS.
- Toplotni stabilizatorji so za predelovanje nujno potrebni. PVC-U vsebuje 56 % klora. Pri segrevanju 200–250 °C se odcepljajo ogljikovodiki, nastajajo konjugirane dvojne vezi, ki povzročajo spremembo barve in HCl. Že 0,1 % Cl iz molekule PVC in nastali HCl povzročita porumenitev materiala, pri 1 % je material že črn. Razgradnja je avtokatalitična, kajti nastali ogljikovodiki delujejo kot katalizatorji. Odcepljanje ogljikovodikov lahko prekinemo s toplotnimi stabilizatorji, ki jih delimo v štiri skupine: organske kositrove spojine, mešana kovinska mila, svinčeve soli ter nekovinski stabilizatorji. Ker so Ba/Cd stabilizatorji prepovedani, jih zamenjujejo z Ba/Zn ali pa Ca/Zn.
- Mehčala so nujna v aplikacijah PVC-P v fleksibilni obliki. Dodajajo se med predelavo in morajo ekološko ustrezati strogim tehničnim in ekonomskim zahtevam. Gre za estre ftalne kisline, adipate in trimelitate. Najbolj razširjeni so ftalati, skupina brezbarvnih tekočin brez vonja, z nizko hlapnostjo in težko topnostjo v vodi. Za proizvodnjo PVC-P se porabi 1 mio t/l mehčal v Evropi, 95 % delež imajo estri ftalne kisline (DOP, DIOP, DINP, DBP in DEHP). DEHP ni nevaren, zato ga je mednarodna agencija preklasificirala v skupino snovi, ki niso kancerogene. Polnilo, običajno za PVC, je kalcijev karbonat kot kreda, dolomit ali apnenec v obliki finih zrn ali zmlet v fin prah.
- Tog PVC-U ima visoko togost, E-modul je 2,6 GPa, natezno trdnost 60 MPa, trdoto Shore A 86 in gostoto 1,36 g/cm3, a nizko žilavost 4,4 J/cm in zmehčišče 83 °C. S 30 % kalcijevega karbonata naraste E-modul na 3,2 MPa, natezna trdnost pa pade na 45 MPa. 20 % steklenih vlaken da visok E-modul 8 MPa in natezno trdnost 25 MPa. Nepolnjen material je translucenten do transparenten, z dobrimi električnimi lastnostmi pri nizkih napetostih. Material je samougasljiv brez dodatkov za samogasnost, odpornost na kemikalije je visoka. PVC je obstojen celo v žvepleni kislini in koncentrirani dušikovi kislini, nabreka pa v estrih, ketonih, kloriranih in aromatskih ogljikovodikih, topi se v tetr ahidrofuranu in cikloheksanu. Na prostem je treba PVC pred UV-sevanjem zaščititi s sajami ali drugimi svetlobnimi stabilizatorji. PVC-U v talini je visoko viskozen in občutljiv na strižne sile in visoke temperature.
- Mehčani kompaund PVC-P je gumi podoben material, vsebuje 80–50 delov PVC-prahu in 20–50 delov mehčala. Odvisno od namena uporabe spreminjamo količino polnila, ojačal, stabilizatorjev, barvil ... Mehanske lastnosti so odvisne od tipa mehčala. Najvišja temperatura uporabe za PVC-P je 80 °C in pod obremenitvijo 50 °C. Za uporabo pri ekstremnih temperaturah se uporabljajo blendi PVC/EVA in PVC/PUR. PVC-pasta je komercialni plastisol, to je suspenzija PVC-delcev v mehčalih. Sestoji iz 60 % PVC-delcev, ki nabreknejo v mehčalu, pri segrevanju na 200 °C želirajo, dobimo PVC trdote do A70.
- Penjen PVC proizvajamo z ekstrudiranjem s penilom, pene se uporabljajo za jedrni material v sendvič konstrukcijah, za cevi, profile in panele, pohištvene detajle, tesnila ... PVC-P pomešajo z EVA ali nitrilnim kavčukom in ekspandirajo. Pene vsebujejo velike, zaprte celice, gostote 30–300 kg/m3 in so težko gorljive. Z izocianatom modificirani tipi pen imajo višjo togost in temperaturo uporabe.
- Uporaba PVC obsega 40 % mehkega in 60 % trdega PVC, 20 % kot predkompaundiran granulat. PVC-industrija ima nizko profitabilnost ter slab sloves zaradi mnogih, večidel neosnovanih očitkov: preveč monomera, nastanek dioksina in HCl, rakotvorna mehčala. Dioksini se lahko tvorijo le pri izgorevanju klora pri nizkih temperaturah. Raziskave v sežigalnicah v Evropi so pokazale, da ni pri tem kritičen PVC, ampak klorirani papir, volna, soli ... Vseeno PVC ne smemo sežigati, zato so ga proizvajalci umaknili iz embalaže. Področja uporabe trdega PVC so cevi, spojke, profili, folije, plošče in plastenke.
Mehčan PVC se uporablja za kabelske izolacije, folije, talne obloge, oslojene tkanine, cevi in profile, tehnične prevleke in za medicinsko plastiko. Ekstrudirani profili se uporabljajo v gradbeništvu. Talne obloge so iz mehčanega PVC, ki vsebuje ojačitev iz steklenih vlaken in so na hrbtni strani oslojene s PUR ali penjenim PVC. Negorljiv PVC ima termično prevodnost 0,12 W/mK, penast celo < 50 mW/mK in zmanjšanje zvoka 190 db. Kable delimo v tri kategorije: televizijske, instalacijske in visokonapetostne kable, PVC se uporablja v vseh treh. Za visokonapetostne kable se PVC uporablja za oplaščenje. PVC se uporablja tudi za oslojevanje tekstila za dežne plašče, membrane, ponjave. Prednost je visokofrekvenčno varjenje, kjer izkoriščamo visoko polarnost PVC.
- Modificiran PVC
Kopolimeri PE-C, PVC-C, PVDC in blendi, npr. PVC/ABS, imajo zaradi kemijske zgradbe PVC mnogo možnosti za modifikacije PVC z mešanjem, bodisi v talini ali s kopolimerizacijo. Tako pri PVC izboljšamo stabilnost pri predelavi, žilavost, kemijsko obstojnost, temperaturo uporabe ter življenjsko dobo.