ไวนิลคลอไรด์ | การผลิตพอลิเมอร์, ความเสถียรทางความร้อน

ไวนิลคลอไรด์: การผลิตพอลิเมอร์และความเสถียรทางความร้อน สารสำคัญในอุตสาหกรรมพลาสติก รู้จักวิธีการผลิตและคุณสมบัติด้านความร้อน

ไวนิลคลอไรด์ (Vinyl Chloride) เป็นสารเคมีที่ใช้เป็นวัตถุดิบหลักในการผลิตพอลิเมอร์ที่เรียกว่าโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ซึ่งเป็นพลาสติกที่เข้ามามีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมหลายๆ ด้าน ไม่ว่าจะเป็นการผลิตท่อ, วัสดุก่อสร้าง, และผลิตภัณฑ์สุขภัณฑ์

การผลิตพอลิเมอร์

กระบวนการผลิตโพลีไวนิลคลอไรด์เริ่มต้นด้วยการผลิตไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ (VCM) โดยการใช้เอทิลีนและคลอรีนเป็นวัตถุดิบสำคัญ การทำปฏิกิริยาระหว่างเอทิลีน (C₂H₄) และคลอรีน (Cl₂) จะได้ผลิตภัณฑ์กลางเป็น 1,2-ไดคลอโรอีเทน (C₂H₄Cl₂)

จากนั้นเมื่อทำการดีโคลอริเนชั่น 1,2-ไดคลอโรอีเทนด้วยความร้อนสูง จะเกิดการแยกออกเป็นไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ (CH₂=CHCl) และกรดไฮโดรคลอริก (HCl)

ต่อไปนี้เป็นสมการเคมีที่อธิบายกระบวนการผลิต VCM:

เอทิลีน + คลอรีน → 1,2-ไดคลอโรอีเทน
1,2-ไดคลอโรอีเทน → ไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์ + กรดไฮโดรคลอริก

จากนั้น ไวนิลคลอไรด์โมโนเมอร์จะถูกนำไปทำโพลิเมอไรเซชัน (polymerization) ซึ่งทำให้มันกลายเป็นโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

ความเสถียรทางความร้อน

โพลีไวนิลคลอไรด์มีความเสถียรทางความร้อนระดับหนึ่ง แต่เมื่อถูกใความร้อนสูง หรือที่อุณหภูมิประมาณ 140°C-160°C มันจะเริ่มเสื่อมสภาพและปล่อยก๊าซไฮโดรคลอริกออกมา (HCl)

ซึ่งส่งผลให้คุณสมบัติทางกายภาพของ PVC เปลี่ยนไป เช่น ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นลดลง การเสื่อมสภาพเช่นนี้ทำให้จำเป็นต้องเติมสารเสริมความเสถียรทางความร้อน (thermal stabilizers) ลงไปใน PVC เพื่อเพิ่มความเสถียรเมื่อต้องใช้งานในสภาวะที่เกี่ยวข้องกับความร้อนสูง

ตารางด้านล่างแสดงถึงสารเสริมความเสถียรที่ใช้ทั่วไปใน PVC:

สารประกอบตะกั่ว
สารประกอบแคลเซียม/สังกะสี
สารประกอบออร์แกนิโตะ

จากข้อมูลดังกล่าวจะเห็นได้ว่า การผลิตและการใช้งาน PVC จำเป็นต้องคำนึงถึงกระบวนการผลิตและคุณสมบัติทางความร้อนอย่างละเอียด