ポリ塩化ビニル (PVC) は、世界で最も広く生産されているプラスチックの 1 つです。 この多用途プラスチックは、その耐久性、柔軟性、耐食性、低コストにより、業界全体で幅広い用途に使用されています。 PVC の特性、生産、用途、環境への影響について詳しく見てみましょう。
化学構造と性質
PVC の名前は、モノマーの構成要素である塩化ビニルに由来しています。 塩化ビニルモノマー（VCM）の重合により製造されます。 化学的には、PVC は鎖の炭素原子に塩素原子が結合したビニルポリマーです。 これにより、PVC に独特の品質が与えられます。
PVCは塩素含有量が高いため、難燃性、耐候性、耐久性に優れています。 衝撃、圧力、摩耗に非常によく耐えます。 PVC は軽量で柔軟性があるため、配管、チューブ、およびさまざまな柔軟なプロファイルに使用できます。 耐食性があるため、酸、アルカリ、塩水での使用に適しています。 PVC は製造コストも安価であるため、その普及が促進されています。
PVCの製造
ポリ塩化ビニル (PVC) の製造には、次の 2 段階のプロセスが含まれます。
1. VCM の製造: VCM は、二塩化エチレンの分解と脱塩化水素によって製造されます。 このプロセスにより、一次生成物としてエチレンと VCM が得られます。
2. 重合: このステップでは、ナトリウム、カリウム、カルシウム化合物などの触媒の存在下で VCM モノマーが重合されます。 これにより、PVC 分子の長い鎖が形成されます。 望ましい特性と安定性を与えるために、さまざまな添加剤が PVC に混合されます。 最終製品は脆い樹脂または粉末の形で得られます。
PVC は、カレンダー加工、押出成形、射出成形などのさらなる加工を経て、パイプ、シート、箱、ボトル、ケーブルなどの最終形状を生成します。 世界中では、広範なニーズを満たすために年間 5,000 万トンを超える PVC が生産されています。
PVCの主な用途
PVC はその多用途な特性により、多くの業界や用途にわたって使用されています。 主な使用分野には次のようなものがあります。
建設業
建設分野では、PVC が需要の 50% 以上を占めています。 耐久性と寿命が長いため、パイプ、羽目板、屋根材、窓、床材の製造に使用されます。 PVC はメンテナンスの必要性が非常に低く、湿気に強いため、屋外建設のニーズに適しています。
ワイヤーおよびケーブル産業
世界の PVC 需要の 30% 以上はワイヤおよびケーブル業界から来ています。 PVC は、その耐水性と難燃性により、電力ケーブル、電話ケーブル、電線、および低電圧用途で優れた絶縁材料として機能します。
医療産業
PVC は、血液バッグ、チューブ、手袋、その他の医療機器の製造に使用されます。 非反応性なので、液体の保管や移送に適しています。 PVC は医療機器にも柔軟性をもたらします。
包装産業
PVC を使用して作られたフィルム、シート、ボトル、容器は保存寿命を延ばし、湿気、化学物質、微生物に対するバリアを提供します。 PVC は食品の包装と保存のニーズに大きく役立ちます。
その他
PVC は、その耐久性と印刷適性により、床材、横断幕、壁紙、アパレル、玩具、家具、およびさまざまな家庭用途にも広く使用されています。 自動車産業では、PVC フィルム、シール、ホースも使用されています。
環境と健康への懸念
PVC には紛れもない利点がありますが、その製造と廃棄は環境と健康の問題も引き起こし、積極的に取り組んでいます。
- PVC に添加されるフタル酸エステルなどの可塑剤は、時間の経過とともに浸出して環境を汚染する可能性があります。 人間の健康に対するそれらの影響はまだ研究中です。
- PVC 加工中の静電気の蓄積は粉塵爆発を引き起こす可能性があり、適切な安全対策を必要とします。 労働者もフタル酸エステル類にさらされる危険にさらされています。
- PVC を長期かつ大規模に使用すると、埋め立て地からの浸出により、大量の塩素と重金属が環境に放出される可能性があります。
今後の展望
PVC の環境特性に関して懸念は存在しますが、世界的にインフラ開発とパッケージングのニーズが拡大していることを考慮すると、その需要は今後も増加し続けると予測されています。 樹脂生産も環境に配慮した生産ルートへの転換が進んでいます。 強化された特性を通じて付加価値をもたらす PVC コンパウンドの革新は、その多様な産業利用をさらに促進するでしょう。