مواد تشکیل دهنده پروفیل UPVC

اصلی ترین ماده مورد نیاز جهت تولید پروفیل های یو پی وی سی , (PolyVinil Choloride ) یا PVC با K-Value حدود ۶۵می باشد . پی وی سی یا پلی وینیل کلراید یکی از قدیمی‌ترین و پر مصرف ‌ترین انواع پلیمرها در جهان است که از پلیمریزاسیون مونومر وینیل کلراید (VCM) بدست می‌آید و تقریبا ۸۵% از ترکیب پروفیلهای UPVC را تشکیل می دهد.

پی وی سی ترکیبی از مشتقات نفت خام و گاز کلر می باشد که طی فرآیند پلیمریزاسیون تولید می شود. در فرآیند پلیمریزاسیون پیوند دوگانه بین کربن- کربن شکسته می‌شود و از اتصال مونومرهای وینیل کلراید به یکدیگر پلیمر پی وی سی تشکیل می‌گردد.
این ماده در دو نوع امولسیون و سوسپانسون تولید می گردد که نوع سوسپانسیون، به دو گروه سخت و نرم تقسیم می شود. نوع سخت دارای K- Value یا شاخص وزن ملکولی 67 - 65 و نوع نرم آن بین 71 - 68 است.
پی وی سی نوع سخت به دلیل میزان کم جذب مواد نرم کننده (DOP) به نوع Unplastisized معروف است .
منظور از UPVC همان پلی وینیل کلراید غیر پلاستیک شده است Normal 0 false false false EN-US X-NONE FA یعنی
Unplasticized Poly Vinyl Chloride
این ماده خواص فیزیکی متفاوتی را نسیت به پی وی سی دارا می باشد.

در فرآیند تولید UPVC برای بالا بردن کیفیت محصول نهایی مواد افزودنی خاصی به پودر پی وی سی (پلی وینیل کلراید) افزوده می شود که باعث ایجاد خواص جامد در آن می شود این افزودنی ها از قرار زیرند :

ضربه گیرها (Impact Modifier)
ضربه گیرها یا مقاومت دهنده ها باعث ایجاد خواص مکانیکی در محصول می گردند و مقاومت یو پی وی سی را در برابر ضربه و چکش خاری افزایش داده و باعث افزایش انعطاف پذیری آن می گردند.
 

تثبیت کننده ها یا مواد ضد احتراق (Heat Stabilizers)
ثبات دهنده یا Stabilizer باعث ایجاد مقاومت در برابر حرارت در پروسه تولید (اکستروژن) و همچنین مقاومت محصول نهایی در برابر حرارت محیط می گردد . تثبیت کننده های حرارتی مقاومت پروفیل را در مقابل حرارت افزایش داده باعث جلوگیری از آسیب دیدن درب وپنجره ها در مجاورت هوای آزاد وحرارت حاصل از تابش خورشید می گردند. تثبیت کننده های رنگی از تعقییرات رنگ وخراب شدن پروفیل در مقابل اشعه ماورا بنفش UV جلوگیری می کند.
 

پر کننده ها (Fillers)
فیلرها نیز بمنظور افزایش خواص مکانیکی و همچنین کاهش قیمت تمام شده محصول استفاده می شوند. کربنات کلسیم (CaCO3) یکی از رایج ترین فیلرهای قابل استفاده در این صنعت می باشد که دانه بندی و همچنین پوشش دار بودن (Coated) آن باید رعایت شود.معادن کربنات کلسیم به وفور در ایران وجود دارد و شرکت های مختلف در استخراج و دانه بندی آن فعالیت می کنند البته اندازه دانه بندی شرکت های ایرانی به دقت دانه بندی شرکت های خارجی نمی باشد و عموما مش بندی ها واقعی نمی باشند .
فیلرها مقاومت ، الاستیسیته ، چروکیدگی وسایر خواص محصول نهایی را تحت تاثیر قرارمیدهند .

کمک کننده ها (Processiny Aids)
کمک فرایندها بمنظور تسهیل در ذوب وشکل دهی مواد بکار میروند .

روان کننده های داخلی و خارجی (Internal & External Lubricants)
روانسازها یا Lubricants جهت کمک به جریان مواد در قالب حین عملیات اکستروژن و همچین جهت ایجاد سطح صیقلی وشفاف در پروفیل تولید شده بکار برده می شود .
 

رنگ های صنعتی (Pigment)
رنگ دانه ها جزئی از ترکیب محصول هستند که باعث ایجاد تنوع در مصول نهایی می شوند . رنگ دانه دی اکسید تیتانیوم (TiO2) باعث ایجاد مقاومت در برابر رنگ پریدگی در اثر اشعه UV خورشید می گردد و نقش مهمی را در پروفیلهای یوپی وی سی ایجاد می کند . دی اکسید تیتانیوم علاوه بر باز تابش اشعه ماورای بنفش باعث تنظیم شفافیت رنگ پروفیل نیز می گردد.
به ترموپلاست جدید بوجود آمده که ترکیب جدیدی از ماده اولیه PVC است ؛ به علت خواص فیزیکی متفاوت اصطلاحا یک ماده غیر پلاستیک اطلاق می شود.
عدم وجود هر یک ازافزودنی ها و یا تغییر میزان بکار رفته در فرمولاسیون , می تواند خواص محصول نهایی تولید شده را بشدت تحت تاثیر قراردهد.
رزین (پودر) پی وی سی (پلی وینیل کلراید) که در این صنعت قابل استفاده می باشد، رزین نوع S و با گریدهای (K Value) بین 64 تا 68 قابل استفاده می باشد. هر چه شماره گرید بالاتر باشد، میزان مقاومت مولکولی محصول نهایی بالاتر بوده و برای استفاده بعنوان یک جز از مصالح ساختمانی بهتر است. این محصول با گرید 65 در پتروشیمی بندر امام ایران تولید می گردد و در اختیار تولید کنندگان قرار می گیرد . اما نوع وارداتی آن هم وجود دارد.
شکل فیزیکی پی وی سی به صورت پودر سفید بوده و نوع دانه بندی آن بسته به روش پلیمریزاسیون متفاوت است.
درجه پلیمریزاسیون پی وی سی بسته به مدت زمان فرایند آن تغییر می‌کند و هر چه زمان پلیمریزاسیون بیشتر شود، طول زنجیرها‌ی پلیمر بلندتر می‌گردد. برای نمایش درجه پلیمریزاسیون از شاخصی به نام K-Value استفاده می‌گردد که رابطه این شاخص با درجه پلیمریزاسیون به شرح جدول زیر است:
PVC Degree of Polymerization
K-Value DP
50 ± 500 53
50 ± 700 57
50 ± 730 58
50 ± 800 60
50 ± 1000 65
50 ± 1050 67
50 ± 1250 70
پلیمریزاسیون PVC :
روش‌های زیادی برای پلیمریزاسیون PVC وجود دارند که دو روش اصلی آن عبارتند از:
1- پلیمریزاسیون سوسپانسیونی :Suspension Polymerization
2 -پلیمریزاسیون امولسیونی :Emulsion Polymerization
در هر دو روش فوق، از فرایند نیمه مداوم استفاده می‌شود که طی آن رآکتورها با منومر VCM، مواد افزودنی، کاتالیست و آب تغذیه می شوند. فرایند پلیمریزاسیون در محیط آبی صورت می‌گیرد.
اختلاف بین این دو روش در سایز و خواص دانه‌های حاصله می‌باشد بنابرین روش تولید بر اساس کابرد نهایی انتخاب می‌شود.
در انتهای واکنش رآکتورها تخلیه می‌شوند و مخلوط آب و PVC از منومر جدا می‌شوند. سپس توسط عملیات سانتریفوژ آب را از PVC جدا کرده و آنرا خشک، دانه بندی و بسته‌بندی می‌کنند.
با ترکیب PVC مناسب با افزودنیهای دیگر، طی فرایند اکستروژن پروفیلهای UPVC تولید می گردند .
سبکی وزن، خمش پذیری، عدم اشتعال، عایق بودن در مقابل حرارت و الکتریسیته ، مقاومت در برابر مواد شیمیایی و بیولوژیک، قابلیت تبدیل به سطوح سیقلی، قابلیت تلفیق با مواد افزودنی مختلف و بالاخره انعطاف پذیری در به کاربردن طرح های متعدد، پلیمر مزبور را به یک نوع ترموپلاست مدرن که مناسب ترین جایگزین برای آلیاژهای فلزی و غیر فلزی در صنعت در و پنجره سازی است تبدیل نموده است .