Le chlorure de polyvinyle (PVC) est un thermoplastique familier et polyvalent, particulièrement connu comme matériau de tuyauterie et de raccord utilisé pour les applications de plomberie résidentielles et commerciales.
dans la même famille thermoplastique que le PVC se trouve le chlorure de polyvinyle chloré (CPVC).
le CPVC, bien que similaire au PVC dans le nom et les types de produits disponibles, présente une résistance supérieure à la chaleur et à la pression, ce qui lui permet d’être utilisé dans des applications industrielles plus exigeantes.,
la différence de résistance à la chaleur et à la pression provient de la composition moléculaire de chaque matériau.
composition moléculaire du CPVC et du PVC
le CPVC est un homopolymère de PVC qui a été soumis à une réaction de chloration. Typiquement, le chlore et le PVC réagissent par un mécanisme fondamental de radical libre, qui peut être initié par l’énergie thermique et / ou UV.
dans le PVC, un atome de chlore occupe 25 pour cent des sites de liaison sur la colonne vertébrale du carbone, et les sites restants sont remplis par l’hydrogène.,
le CPVC diffère du PVC en ce qu’environ 40 pour cent des sites de liaison sur l’épine dorsale sont remplis d’atomes de chlore. Les atomes de chlore entourant l’épine dorsale du carbone du CPVC sont suffisamment grands pour protéger sa chaîne carbonée des conditions qui affaiblissent souvent d’autres thermoplastiques.
la teneur en chlore du PVC de base peut passer de 56,7% en masse à 74% en masse, bien que la plupart des résines CPVC commerciales contiennent généralement 63 à 69% en masse de chlore.
diagramme de CPVC (gauche) au niveau moléculaire par rapport au PVC (droite)., Les sphères rouges représentent des éléments de chlore.
propriétés de Performance: CPVC vs PVC
de nombreuses caractéristiques importantes du CPVC et du PVC sont cohérentes entre les matériaux. Et d’autres façons, principalement la résistance à la température et à la pression, les différences moléculaires du CPVC rendent ses caractéristiques de base supérieures au PVC.
résistance chimique
Les thermoplastiques gagnent en popularité, souvent comme alternative aux matériaux métalliques traditionnels. Le marché du PVC, par exemple, évalué à 57 milliards de dollars en 2015, devrait atteindre près de 79 milliards de dollars d’ici 2021.,
Contrairement aux métaux, qui sont sensibles à la corrosion, à l’entartrage et aux piqûres, le PVC et le CPVC sont intrinsèquement inertes à la plupart des acides, bases et sels, ainsi qu’aux hydrocarbures aliphatiques. Cela peut prolonger leur durée de vie, souvent pendant des années ou des décennies. La résistance chimique est un avantage évident pour le CPVC et le PVC.
cependant, en raison de la différence de teneur en chlore, chaque matériau a un avantage de niche. Un exemple est avec des concentrations plus élevées d’acide sulfurique. En supposant que le matériau est fabriqué de manière experte, le CPVC est supérieur au PVC., Alternativement, un produit chimique comme l’ammoniac est très réactif avec le chlore. La teneur accrue en chlore du CPVC signifie que le PVC fonctionne mieux contre l’ammoniac et la plupart des amines.
avant de spécifier CPVC, consultez un tableau de compatibilité chimique et contactez le support technique pour vous assurer qu’il convient à votre application.
Ce tableau montre la résistance chimique du CPVC pour une utilisation avec différents groupes chimiques. Pour connaître la compatibilité chimique de Corzan® CPVC avec plus de 400 produits chimiques, consultez les données de résistance chimique CORZAN CPVC.,
résistance à la température
la température de transition vitreuse (Tg) augmente à mesure que la teneur en chlore dans le CPVC augmente. Le Tg est le point où le polymère passe d’un matériau dur et vitreux à une substance molle et caoutchouteuse, perdant son intégrité structurelle.
la résistance supérieure à la température du CPVC est exposée dans les normes ASTM pour chaque matériau, car la température de service maximale pour le PVC est jusqu’à 140°F (60°C) et pour le CPVC, elle est jusqu’à 200°F (93,3°C). Remarque: Assurez-vous de vérifier auprès du Fabricant les capacités de fonctionnement individuelles de leur produit.,
non seulement le CPVC peut être utilisé au-dessus de la température de service maximale du PVC, mais sa résistance accrue à la température lui permet de mieux fonctionner à des températures dans la plage de travail du PVC. Par exemple, même en dessous de 140°F (60°C), le CPVC est supérieur au PVC en termes de résistance aux chocs et de résistance à la traction.
résistance à la pression
CPVC et PVC tuyauterie test à la même pression nominale à 73°F (22.8°C), mais comme la température augmente, CPVC maintient sa pression nominale mieux que PVC.
par exemple, calculons la pression nominale pour 10 po. Annexe 80 tuyauterie à 130 ° F (54.,4°C) pour le PVC et le CPVC. Notez que chaque matériau a une pression nominale de 230 psi à 22,8°C (73°F).
bien que le PVC puisse toujours être spécifié pour des applications à 54,4°C (130°F), le matériau peut résister à une pression nettement inférieure à celle du CPVC à des températures élevées (supérieures à 73°F ou 22,8°c).
Ce graphique montre que le CPVC maintient une pression nominale plus élevée que le PVC lorsque la température augmente. Au-dessus de 140°F (60 ° C), le PVC est au-delà de sa température de travail maximale.,
performance au feu
Les thermoplastiques, tels que le polypropylène et le polyéthylène, donnent souvent à tous les thermoplastiques une réputation négative en matière de performance au feu. Cependant, la sensibilité à la combustion et à la fusion n’est pas vraie pour tous les thermoplastiques.
le CPVC industriel, en particulier, est conçu pour limiter l’inflammabilité et la production de fumée. Plus précisément, il existe des tests ASTM qui mesurent la température D’allumage Flash d’un matériau: la température la plus basse à laquelle suffisamment de gaz combustible peut être allumé par une petite flamme externe., Le CPVC Corzan doit être à 900 ° F (482°C) pour que cela se produise, et le PVC rigide doit être à 750°F (399°C).
l’Indice limite d’Oxygène (LOI): Le pourcentage d’oxygène dans l’atmosphère environnante pour entretenir une flamme. La LOI de Corzan CPVC est de 60 et celle de PVC est de 45. Pour référence, l’atmosphère terrestre est de 21% d’oxygène.
types de produits CPVC et PVC courants
Le PVC et la résine CPVC commencent sous forme de poudre ou de granulés, souvent avec les additifs déjà mélangés. La résine est ensuite façonnée ou moulée dans les produits utilisés à des fins résidentielles, commerciales et industrielles.,
deux méthodes de moulage principales sont utilisées pour le PVC et le CPVC.
- Moulage Par Injection: pour une production en grand volume, le moulage par injection est un processus facilement reproductible. La résine est introduite dans un baril chauffé, injectée à partir de ce point d’entrée à travers l’outil de moule, puis refroidie pour durcir.
- Extrusion: également un processus pour les produits à grand volume, l’extrusion commence lorsque la résine est introduite en haut de la machine. La matière première est progressivement fondue par l’énergie mécanique d’une vis tournante et par des réchauffeurs le long du canon., Il est ensuite formé en un profil continu et refroidi pour durcir.
tuyaux, raccords et Vannes: un rapport 2016 sur le marché du PVC a révélé que les tuyaux et les raccords représentent 62% des revenus du PVC. La facilité d’installation et la résistance à la corrosion en font un remplacement précieux aux matériaux alternatifs. CPVC est généralement spécifié comme tuyau, raccords et Vannes où la chaleur, la pression et la résistance chimique sont des préoccupations.
conduits: avec l’augmentation des réglementations sur les émissions atmosphériques, le besoin de systèmes fiables de traitement des fumées, en particulier dans les environnements corrosifs, augmente rapidement., En fonction des exigences, principalement de la température, le PVC et le CPVC sont spécifiés là où la fiabilité est nécessaire.
feuille et doublure: l’excellente résistance à la corrosion et les performances au feu de CPVC peuvent être appliquées à diverses applications industrielles et être enveloppées avec du plastique renforcé de fibres (FRP). Et, quand la feuille ou le revêtement fera face moins de demandes de la température et de pression, PVC peut être spécifié.
autres types de produits: commençant souvent par une feuille de CPVC ou de PVC comme base, les fabricants peuvent couper et former le matériau pour une utilisation dans un certain nombre d’applications variées.,
Applications du PVC et du CPVC
la valeur du PVC et du CPVC réside dans leur polyvalence, leur coût relatif, leur facilité d’installation et leur résistance à la corrosion. En gardant ces avantages à l’esprit, les utilisations courantes de chacun diffèrent en fonction des exigences de l’application.
utilisations du PVC
Le PVC est un matériau fiable et peu coûteux qui peut également être installé sans l’utilisation de soudeurs qualifiés et coûteux. À l’échelle mondiale, plus de 50% de la résine PVC est fabriquée pour être utilisée dans la construction.,
eau: la résistance à la corrosion relative et le faible coût font du PVC le choix populaire dans les applications de plomberie à basse température et sous pression.
- eau potable
- égouts pluviaux
- égouts sanitaires
- Drainage
logement: la feuille de PVC peut être fabriquée pour remplacer d’autres matériaux, tels que le bois, en tant que substitut léger et robuste. Le matériel est souvent peint ou fini pour donner l’apparence d’autres matériaux traditionnels.,
- revêtement de vinyle
- cadres de fenêtre
- appuis de fenêtre
- finitions D’armoire
- revêtement de sol
isolation de câble électrique: les plastifiants peuvent rendre le PVC plus doux et plus flexible pour une utilisation comme isolation de câble. De plus, le PVC est résistant au feu et peu coûteux.
signalisation: parce que le PVC peut être économique, relativement durable et facilement peint, les feuilles de ce matériau sont couramment utilisées pour la signalisation.,
utilisations du CPVC
étant donné que le CPVC s’appuie sur les forces du PVC, il peut être utilisé dans de nombreuses applications identiques, mais son coût peut être prohibitif avec le PVC peu coûteux comme alternative viable.
cependant, lorsqu’une application nécessite la résistance chimique d’un PVC ou D’un CPVC, avec des conditions de température et de pression exigeantes, le CPVC est l’option fiable.
applications industrielles: le CPVC est une solution sans problème et durable pour les environnements industriels les plus difficiles, et est souvent spécifié dans un certain nombre d’industries exigeantes.,
- traitement chimique: transport fiable de produits chimiques agressifs à haute température, sous pression, sans problème de corrosion.
- chlore alcalin: transportez les produits chimiques dans certains des environnements les plus corrosifs imaginables sans problèmes de corrosion.
- traitement des minéraux: résiste aux exigences des opérations de traitement des matières précieuses et des matières premières.
- production D’électricité: résister à long terme aux hautes pressions et aux produits chimiques corrosifs couramment utilisés par les centrales électriques.,
- semi-conducteur: Résistance à la flamme et à la fumée qui augmente l’efficacité, améliore la sécurité et empêche la contamination dans les salles blanches.
- traitement des eaux usées: mettre fin à la corrosion, même lors du transport des produits chimiques de désinfection les plus agressifs.
plomberie résidentielle et commerciale: pour les applications de plomberie nécessitant plus de fiabilité en température et en pression, CPVC fournit un système sûr, efficace et flexible résistant à l’entartrage, aux piqûres et à l’accumulation de bactéries, quel que soit le pH de l’eau ou les niveaux de chlore.,
- hospitalité: Restaurants et immeubles de bureaux de faible hauteur.
- Commerce de détail: immeubles de bureaux et centres commerciaux de taille moyenne.
- Éducation: Écoles de la maternelle à la 12e année, ainsi que collèges et universités.
- soins de santé: hôpitaux, cliniques médicales et complexes médicaux.
- multifamiliales: Structures de six étages ou moins, y compris les appartements, les condos, les hôtels et les motels.
- gratte-ciel: appartements, condos et hôtels de sept étages ou plus.,
gicleurs D’incendie résidentiels et commerciaux: la résistance à la flamme et à la fumée du CPVC, ainsi que sa méthode d’assemblage simple, le rendent idéal pour différentes applications de logement.
- unifamiliale (NFPA 13d): Logement Autonome, maisons mobiles.
- résidentiel (NFPA 13R): Structures de quatre étages et moins, y compris les condos, les hôtels ou les motels, et les immeubles à logements multiples.
- Commercial Résidentiel (NFPA 13): Structures de cinq étages et plus, y compris les gratte-ciel, les condos, les hôtels et les immeubles à logements multiples.
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