PVC – a műanyag ablakok alapanyaga

A bronzérmes műanyag

A különböző ablak fajták összevetéséből is kitetszik, hogy a műanyag ablakoknak a legnagyobb a piacuk. Nem véletlenül, mert ár-érték arányban valóban jó választás lehet a műanyag, amely valójában PVC, azaz polivinil-klorid. Kevesen tudják, hogy a PVC a harmadik leggyakrabban felhasznált műanyag a világon, és felfedezésétől a tömegfelhasználásig már 200 éves a történelme. Innovációk egész sorának köszönhető, hogy a modern műanyag kerettel rendelkező ablakok meghódították a nyílászárók világát. Ennek a folyamatnak az útját fogjuk jelen cikkemben követni az emberi leleményesség előtt tisztelegve.   

A PVC fejlődéstörténete

Mindössze két anyag különös fúziójából született meg: acetilénből és vízmentes hidrogén-kloridból. Ennek a két anyagnak a molekuláris láncreakciójából polimerizálódik a PVC. A történet 1838-ban vette kezdetét, amikor Henri Victor francia vegyész egy véletlennek köszönhetően felfedezte a polivinil-kloridot, amikor is az napfény hatására megszilárdult egy gázflakonban. A lelkiismeretes vegyész annak rendje és módja szerint leírta a folyamatot, és publikálta is azt. Magával a keletkezett anyaggal semmit sem tudott csinálni, mert a ma ismert jó tulajdonságaihoz adalékanyagok hozzáadására lett volna szükség. A PVC tehát nagyon sok felfedezéshez hasonlóan sokáig használhatatlan valami volt, s csak az elméleti felfedezés szintjén volt érdekes.     

A PVC a 20. század első évtizedéig érdektelen volt, de 1913-ban Friedrich Heinrich August Klatte német felfedező bejegyzett rá egy szabadalmat, amelyben a vinil-kloridok napfény hatására történő polimerizálását dolgozta ki. Ez azonban még csak egy elméleti előrelépés volt. A PVC gyakorlati alkalmazására akkor került sor, amikor az amerikai BFGoodrich cég megbízta Waldo Semon ipari tudóst, hogy az egyre drágább természetes gumi helyett fejlesszen ki egy szintetikus helyettesítőt. Semonnak támadt az az ötlete, hogy a PVC-t vízálló borításaként használja fel a szöveteknél. Az eladások ettől kezdve robbanásszerűen nőttek, és gyorsan bővült a termékskála is. A második világháború hozta meg aztán a végső áttörést, amikor a PVC kiváló helyettesítőnek bizonyult a katonai hajók kábeleinek hagyományos szigetelőanyagaival szemben. Mivel gyártása olcsó és könnyű volt, ezért nagyon sok időt spóroltak meg a hadihajók megépítésénél ezzel a technológiával, és ez hatalmas előnyt jelentett a Japánokkal vívott tengeri ütközeteknél.

A háború után egyre több cég kezdett el PVC-t gyártani és a mennyiségek világszerte ugrásszerűen nőttek. Az évtizedek alatt a fejlesztők ezerféle adalékanyaggal kísérletezve elérték, hogy a PVC számos iparágban, így az építőiparban is nélkülözhetetlen nyersanyaggá váljon. Mi sem mutatja jobban a fejlődést, mint az a tény, hogy míg a 20. század közepéig csupán öt cég gyártotta, a nyolcvanas években már húsz. 

Miért lett a PVC annyira népszerű?

A PVC napjainkra meghódította az építőipar mellett az orvosi eszközök iparát, a textilipart és forradalmasította a szállítást. De miért lett ilyen népszerű ez a műanyag? Ennek az a magyarázata, hogy nagyon egyszerű és olcsó anyagokból állnak az összetevői. A gyártása sem okoz nagy problémát, ráadásul a különböző adalékanyagok hozzáadásával változatos tulajdonságokat tudunk kölcsönözni az anyagnak. A PVC remekül ellenáll a kémiai hatásoknak, nem árt neki a korrózió és a tartós napfény, ugyanakkor könnyen alakítható. Ezek az alapvető jellemzők a speciális adalékanyagokkal nagyon sok helyen ki tudták váltani a sokkal drágább vas használatát, s összességében ez alapozta meg e műanyagnak a sikerét.   

Ahol talán mégis a legnagyobb hatása volt, az az építőipar, és itt nemcsak a műanyag ablakok sikerére kell gondolnunk. PVC-ből készülnek különböző csőidomok, profilok, burkolóanyagok is, azaz az építőipar nagyon sok alapterméke.  

Lágy és kemény

A PVC-t két nagy csoportra bonthatjuk. Egyik csoportjuk a lágy, míg a másik a kemény műanyag. Elmondható, hogy mindkét fajtáját egyaránt, és tömegesen használják. A lágy verziókból gyártják az elektromos vezetékek, és kábelek műanyag borítását, de még a kerti locsolócsöveket is. A kemény PVC-t használja leginkább az építőipar, és ebből a fajtából készülnek el a műanyag ablakok keretei és tokjai. A PVC úgynevezett commodity műanyag, azaz olyan anyag, amelyet rendszerint nagy mennyiségben forgalmaznak.  

Mennyiben nevezhető a PVC környezetbarátnak? 

Amikor a műanyagokról beszélünk, napjainkban áldásos hatásuk mellett a környezetre gyakorolt rombolásuk is eszünkbe juthat. A Föld vizeiben megjelenő mikro műanyagok, a hatalmas szigetekben összeálló óceáni szemétkupacok és az élővilágot veszélyeztető, gazdátlan halászhálók jutnak az eszünkbe. Megkerülhetetlen tehát a kérdés egy olyan anyag kapcsán, amelyet az emberiség tömegesen használ.     

A PVC alapvetően két összetevőből: 47%-ban klórból és 43%-ban szénből áll + egyéb adalékok. Égetésével természetszerűen klórgáz szabadul fel, ami valamelyest szennyezi a környezetet. Vizsgált anyagunknak alapesetben csekély a hő tűrő képessége, és 160°C fok felett olvadásnak indul. Hogy ezt az értéket magasabbra tegyék, további klórozási eljárásokat vetnek be. Az anyagot erősítő hatások egyben azt is jelentik, hogy a természetben nagyon nehezen bomlik le a PVC. Ez a lassú bomlási folyamat egyszerre lehet káros és hasznos is. Káros, mivel a természetbe szemétként kiszórt PVC hosszú ideig csúfítja a környezetet, ugyanakkor éppen e tulajdonsága miatt nincs szükség a belőle készült termékek folyamatos újragyártására. Ennek okán a természetvédők körében még viták tárgyát képezi a PVC.  

Úgy látszik, hogy az alapanyagok nem terhelik meg nagyon a környezetet, nem úgy az adalékanyagok, ezért ezeknek a káros hatásaira kell a vegyészeknek fokozottabban figyelniük. Ilyen volt korábban a ftalát, amelyet egyes termékeknél a polivinil-kloridhoz adagoltak. A ftalátokról kiderült, hogy ezek olyan lágyítók, amelyek az emberi szaporodásra nézve veszélyesek, s ma már egyáltalán nem használnak a vezetékek bevonásához ftalátos PVC-t. Helyettük az emberre veszélytelen természet közeli lágyítókat alkalmaznak. 

A fentiekből látható, hogy a PVC történetének nincs vége, a vegyészek egyre modernebb és remélhetően sokkal biztonságosabb és környezetkímélőbb fajtáit fejlesztik ki ennek a forradalmi műanyagnak mindannyiunk örömére.