Polyvinylchlorid (PVC) ist ein bekannter und vielseitiger Thermoplast, der insbesondere als Rohrleitungs-und Fittingmaterial für Wohn-und gewerbliche Sanitäranwendungen bekannt ist.
In der gleichen thermoplastischen Familie wie PVC ist chloriertes Polyvinylchlorid (CPVC).
CPVC, obwohl ähnlich wie PVC im Namen und verfügbare Produkttypen, weist eine überlegene Beständigkeit gegen Hitze und Druck, die es ermöglicht, in anspruchsvolleren industriellen Anwendungen verwendet werden.,
Der Unterschied in der Wärme – und Druckbeständigkeit ergibt sich aus der molekularen Zusammensetzung jedes Materials.
Molekulare Zusammensetzung von CPVC und PVC
CPVC ist ein PVC-Homopolymer, das einer Chlorierungsreaktion unterzogen wurde. Typischerweise reagieren das Chlor und PVC durch einen grundlegenden Mechanismus freier Radikale, der durch thermische und/oder UV-Energie ausgelöst werden kann.
In PVC nimmt ein Chloratom 25 Prozent der Bindungsstellen am Kohlenstoffrückgrat ein und die verbleibenden Stellen sind mit Wasserstoff gefüllt.,
CPVC unterscheidet sich von PVC dadurch, dass etwa 40 Prozent der Bindungsstellen am Backbone mit Chloratomen gefüllt sind. Die Chloratome, die das Kohlenstoffrückgrat von CPVC umgeben, sind groß genug, um seine Kohlenstoffkette vor Bedingungen zu schützen, die andere Thermoplaste häufig schwächen.
Der Chlorgehalt von Basis-PVC kann von 56,7 Massenprozent auf 74 Massenprozent erhöht werden, obwohl typischerweise die meisten kommerziellen CPVC-Harze 63 bis 69 Massenprozent Chlor enthalten.
Diagramm von CPVC (links) auf molekularer Ebene im Vergleich zu PVC (rechts)., Die roten Kugeln stellen Chlorelemente dar.
Leistungseigenschaften: CPVC vs. PVC
Viele wichtige Eigenschaften von CPVC und PVC stimmen zwischen den Materialien überein. Und auf andere Weise, hauptsächlich Temperatur-und Druckbeständigkeit, machen die molekularen Unterschiede von CPVC seine Grundeigenschaften PVC überlegen.
Chemische Beständigkeit
Thermoplaste werden immer beliebter, oft als Alternative zu herkömmlichen Metallwerkstoffen. Der PVC-Markt zum Beispiel, der 2015 mit 57 Milliarden US-Dollar bewertet wurde, wird voraussichtlich bis 2021 fast 79 Milliarden US-Dollar erreichen.,
Im Gegensatz zu Metallen, die anfällig für Korrosion, Skalierung und Lochfraß sind PVC und CPVC inhärent inert gegenüber den meisten Säuren, Basen und Salzen sowie aliphatischen Kohlenwasserstoffen. Dies kann ihre Lebensdauer oft um Jahre oder Jahrzehnte verlängern. Chemische Beständigkeit ist ein klarer Vorteil für CPVC und PVC.
Aufgrund des unterschiedlichen Chlorgehalts hat jedes Material jedoch einen Nischenvorteil. Ein Beispiel ist mit höheren Konzentrationen von Schwefelsäure. Unter der Annahme, dass das Material fachmännisch hergestellt wird, ist CPVC PVC überlegen., Alternativ ist eine Chemikalie wie Ammoniak mit Chlor hochreaktiv. Der erhöhte Chlorgehalt von CPVC bedeutet, dass PVC tatsächlich besser gegen Ammoniak und die meisten Amine wirkt.
Bevor Sie CPVC angeben, konsultieren Sie eine chemische Kompatibilitätstabelle und wenden Sie sich an den technischen Support, um sicherzustellen, dass es für Ihre Anwendung geeignet ist.
Dieses Diagramm zeigt die chemische Beständigkeit von CPVC für die Verwendung mit verschiedenen chemischen Gruppen. Die chemische Verträglichkeit von Corzan® CPVC mit mehr als 400 Chemikalien finden Sie in den Daten zur chemischen Beständigkeit von Corzan CPVC.,
Temperaturbeständigkeit
Die Glasübergangstemperatur (Tg) steigt mit zunehmendem Chlorgehalt in CPVC an. Die Tg ist der Punkt, an dem das Polymer von einem harten, glasigen Material zu einer weichen, gummiartigen Substanz übergeht und seine strukturelle Integrität verliert.
Die überlegene Temperaturbeständigkeit von CPVC zeigt sich in den ASTM-Standards für jedes Material, da die maximale Betriebstemperatur für PVC bis zu 60°C und für CPVC bis zu 93,3°C beträgt. Hinweis: Wenden Sie sich unbedingt an den Hersteller, um die individuellen Betriebsfähigkeiten des Produkts zu überprüfen.,
CPVC kann nicht nur über der maximalen Betriebstemperatur von PVC verwendet werden, sondern seine erhöhte Temperaturbeständigkeit ermöglicht es ihm, bei Temperaturen innerhalb des PVC-Arbeitsbereichs eine bessere Leistung zu erzielen. Beispielsweise ist CPVC sogar unter 60°C PVC in Bezug auf Schlagfestigkeit und Zugfestigkeit überlegen.
Druck Widerstand
CPVC und PVC rohrleitungen test zu die gleiche druck bewertung bei 73°F (22,8°C), aber als die temperatur steigt, CPVC hält seine druck bewertung besser als PVC.
Berechnen wir beispielsweise die Druckbewertung für 10 in. Planen Sie 80 Rohrleitungen bei 130°F (54.,4°C) für PVC-und CPVC. Beachten Sie, dass jedes Material bei 22,8°C (73°F) einen Druck von 230 psi hat.
Während PVC noch für Anwendungen bei 54,4°C spezifiziert werden kann, hält das Material bei erhöhten Temperaturen (über 73°F oder 22,8°C) deutlich weniger Druck aus als CPVC.
Dieses Diagramm zeigt, dass CPVC bei steigender Temperatur eine höhere Druckstufe als PVC einhält. Über 140°F (60°C), PVC ist über seine maximale arbeits temperatur.,
Brandschutz
Thermoplaste, wie Polypropylen und Polyethylen, geben allen Thermoplasten oft einen negativen Ruf, wenn es um Brandschutz geht. Die Anfälligkeit für Verbrennen und Schmelzen gilt jedoch nicht für alle Thermoplaste.
Industrial CPVC wurde speziell entwickelt, um die Entflammbarkeit und Rauchproduktion zu begrenzen. Insbesondere gibt es ASTM-Tests, die die folgende Temperatur eines Materials messen:
Blitzzündtemperatur: Die niedrigste Temperatur, bei der ausreichend brennbares Gas durch eine kleine Außenflamme gezündet werden kann., Corzan CPVC muss dazu bei 482°C (900°F) und Hart-PVC bei 399°C (750°F) liegen.
Limiting Oxygen Index (LOI): Der Prozentsatz des Sauerstoffs, der in der umgebenden Atmosphäre benötigt wird, um eine Flamme aufrechtzuerhalten. Corzan CPVC LOI ist 60 und PVC ist 45. Als Referenz ist die Erdatmosphäre 21% Sauerstoff.
Gängige CPVC-und PVC-Produkttypen
Sowohl PVC als auch CPVC-Harz beginnen entweder in Pulver-oder Pelletform, häufig mit den bereits eingemischten Additiven. Das Harz wird dann zu den Produkten geformt oder geformt, die für den privaten, gewerblichen und industriellen Gebrauch verwendet werden.,
Für PVC und CPVC werden zwei Hauptformmethoden verwendet.
- Spritzgießen: Für die Großserienproduktion ist Spritzgießen ein leicht wiederholbarer Prozess. Das Harz wird in ein erhitztes Fass eingespeist, von diesem Eintrittspunkt durch das Formwerkzeug eingespritzt und dann zum Aushärten abgekühlt.
- Extrusion: Auch bei Produkten mit hohem Volumen beginnt die Extrusion, wenn das Harz oben auf der Maschine zugeführt wird. Das Rohmaterial wird allmählich durch die mechanische Energie einer Drehschraube und durch Heizungen entlang des Laufs geschmolzen., Es wird dann zu einem kontinuierlichen Profil geformt und zum Aushärten abgekühlt.
Rohre, Armaturen und Ventile: Ein PVC-Marktbericht 2016 ergab, dass Rohre und Armaturen 62% des PVC-Umsatzes ausmachen. Die einfache Installation und Korrosionsbeständigkeit macht es zu einem wertvollen Ersatz für alternative Materialien. CPVC wird üblicherweise als Rohr, Fittings und Ventile angegeben, bei denen Wärme -, Druck-und Chemikalienbeständigkeit erforderlich sind.
Rohrleitungen: Mit zunehmenden Luftemissionsvorschriften wächst der Bedarf an zuverlässigen Rauchversorgungssystemen, insbesondere in korrosiven Umgebungen., Abhängig von den Anforderungen, insbesondere der Temperatur, werden sowohl PVC als auch CPVC dort angegeben, wo Zuverlässigkeit erforderlich ist.
Blech und Auskleidung: Die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Feuerfestigkeit von CPVC kann auf verschiedene industrielle Anwendungen angewendet und mit faserverstärktem Kunststoff (FRP) überzogen werden. Und wenn das Blatt oder der Liner weniger Temperatur-und Druckanforderungen ausgesetzt ist, kann PVC spezifiziert werden.
Andere Produkttypen: Oft beginnend mit CPVC oder PVC-Folie als Basis, können Verarbeiter schneiden und bilden das Material für den Einsatz in einer Reihe von unterschiedlichen Anwendungen.,
Anwendungen von PVC und CPVC
Der Wert von PVC und CPVC liegt in ihrer Vielseitigkeit, ihren relativen Kosten, ihrer einfachen Installation und ihrer Korrosionsbeständigkeit. Unter Berücksichtigung dieser Vorteile unterscheiden sich die gemeinsamen Verwendungen für jeden von den Anforderungen der Anwendung.
Verwendung von PVC
PVC ist ein kostengünstiges, zuverlässiges Material, das auch ohne den Einsatz von erfahrenen, teuren Schweißern installiert werden kann. Weltweit werden mehr als 50% PVC-Harz für den Einsatz im Bauwesen hergestellt.,
Wasser: Die relative Korrosionsbeständigkeit und die niedrigen Kosten machen PVC zur beliebten Wahl in Sanitäranlagen mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck.
- Trinkwasser
- Sturmkanäle
- Sanitärkanäle
- Entwässerung
Gehäuse: PVC-Folie kann hergestellt werden, um andere Materialien wie Holz als leichten, robusten Ersatz zu ersetzen. Das Material wird oft lackiert oder fertiggestellt, um das Aussehen anderer traditioneller Materialien zu erhalten.,
- Vinylverkleidungen
- Fensterrahmen
- Fensterbänke
- Schrankoberflächen
- Bodenbeläge
Elektrische Kabelisolierung: Weichmacher können PVC weicher und flexibler für die Verwendung als Kabelisolierung machen. Darüber hinaus ist PVC feuerbeständig und kostengünstig.
Beschilderung: Da PVC wirtschaftlich, relativ langlebig und leicht zu lackieren ist, werden üblicherweise Platten aus diesem Material für Beschilderungen verwendet.,
Verwendung von CPVC
Da CPVC auf den Stärken von PVC aufbaut, kann es in vielen der gleichen Anwendungen verwendet werden, kann aber mit kostengünstigem PVC als praktikable Alternative kostenintensiv sein.
Wenn eine Anwendung jedoch die chemische Beständigkeit eines PVC oder CPVC bei anspruchsvollen Temperatur-und Druckbedingungen erfordert, ist CPVC die zuverlässige Option.
Industrielle Anwendungen: CPVC ist eine problemlose, langlebige Lösung für die härtesten industriellen Umgebungen und wird häufig in einer Reihe anspruchsvoller Branchen spezifiziert.,
- Chemische Verarbeitung: Transportieren Sie aggressive Chemikalien zuverlässig bei hohen Temperaturen, unter Druck, ohne Korrosionsprobleme.
- Chloralkali: Transportieren Sie Chemikalien durch einige der korrosivsten Umgebungen, die man sich vorstellen kann, ohne Korrosionsbedenken.
- Mineralverarbeitung: Widerstehen Sie den Anforderungen der Edel-und Rohstoffverarbeitung.
- Stromerzeugung: Halten Sie den hohen Drücken und korrosiven Chemikalien, die häufig von Kraftwerken verwendet werden, langfristig stand.,
- Halbleiter: Flammen – und Rauchbeständigkeit, die die Effizienz erhöht, die Sicherheit erhöht und Verunreinigungen in Reinräumen verhindert.
- Abwasserbehandlung: Korrosion auch beim Transport der aggressivsten Desinfektionschemikalien beenden.
Wohn-und gewerbliche Sanitäranlagen: Für Sanitäranwendungen, die mehr Temperatur—und Drucksicherheit erfordern, bietet CPVC ein sicheres, effizientes und flexibles System, das resistent gegen Skalierung, Lochfraß und Bakterienaufbau ist-unabhängig vom pH-Wert des Wassers oder Chlorgehalt.,
- Hospitality: Restaurants und niedrige Bürogebäude.
- Einzelhandel: Mid-rise bürogebäude und einkaufszentren.
- Bildung: K-12 Schulen, sowie Hochschulen und Universitäten.
- Gesundheitswesen: Krankenhäuser, Kliniken und medizinische Komplexe.
- Multi-Familie: Strukturen sechs geschichten oder weniger, einschließlich wohnungen, eigentumswohnungen, hotels und motels.
- Hochhaus: Apartments, Eigentumswohnungen und Hotels, die sich über sieben Stockwerke oder mehr erstrecken.,
Wohn – und Gewerbefeuerwehrsprinkler: Die Flammen – und Rauchbeständigkeit von CPVC sowie die einfache Fügemethode machen es ideal für verschiedene Gehäuseanwendungen.
- Einfamilienhaus (NFPA 13D): Eigenständige Wohnungen, Mobilheime.
- Residential (NFPA 13R): Strukturen von vier Etagen und weniger, einschließlich Eigentumswohnungen, Hotels oder Motels und Mehrfamilienhäuser.
- Commercial Residential (NFPA 13): Strukturen von fünf Etagen und mehr, einschließlich Hochhäuser, Eigentumswohnungen, Hotels und Mehrfamilienhäuser.
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