PVC plast

Polyvinylchlorid je amorfní termoplast, jehož výsledné vlastnosti lze výrazně měnit pomocí změkčovadel, stabilizátorů, plniv a dalších přísad. Podle složení může být PVC tvrdé a konstrukční, pružné, transparentní, lehčené, rázově houževnaté nebo upravené pro speciální chemické, požární či venkovní aplikace.

Pro výrobu obráběných technických dílů se nejčastěji používá kompaktní PVC-U bez změkčovadel. Materiál má vysokou tuhost, tvrdost a pevnost, minimálně absorbuje vodu a dobře odolává korozi i řadě chemických médií. Standardní polotovary se dodávají jako extrudované nebo lisované desky, kruhové tyče, trubky a svařovací dráty.

PVC-U – tvrdý neměkčený polyvinylchlorid

PVC-U, označované také jako tvrdé PVC, rigidní PVC nebo někdy UPVC, je základním typem pro technické a průmyslové použití. Neobsahuje změkčovadla, a proto je pevné, tuhé a rozměrově stabilnější než měkčené PVC-P.

Mezi hlavní vlastnosti PVC-U patří:

• vysoká pevnost a tuhost,
• vysoká povrchová tvrdost,
• velmi dobrá chemická odolnost,
• minimální absorpce vody,
• odolnost proti korozi,
• elektrické izolační vlastnosti,
• dobrá svařitelnost,
• dobrá lepitelnost,
• možnost tepelného tvarování,
• samozhášivost po odstranění zdroje plamene,
• dobrá obrobitelnost,
• příznivý poměr vlastností a ceny.

Standardní provozní rozsah kompaktního PVC-U se zpravidla pohybuje přibližně od 0 do +60 °C. Některé konkrétní materiály mohou krátkodobě odolávat teplotě kolem +70 °C, vždy však záleží na mechanickém zatížení, tloušťce dílu a délce expozice.

PVC-U se používá zejména pro:

• nádrže a chemické vany,
• potrubní součásti,
• příruby,
• ventilové a čerpadlové díly,
• kryty strojů,
• elektrické rozvaděče,
• izolační desky,
• vzduchotechnické systémy,
• laboratorní vybavení,
• obložení a ochranné panely,
• galvanizační zařízení,
• součásti úpraven vody.

Materiál má ve standardním provedení nižší rázovou houževnatost než PE, PP, PA6 nebo některé modifikované konstrukční plasty. Pro aplikace vystavené nárazům, velmi nízkým teplotám nebo dynamickému namáhání je proto nutné zvážit rázově modifikovaný typ PVC nebo jiný materiál.

PVC-C – chlorovaný polyvinylchlorid

PVC-C neboli chlorovaný polyvinylchlorid vzniká dodatečnou chlorací PVC. Oproti standardnímu PVC-U nabízí vyšší teplotní odolnost a velmi dobrou odolnost proti kyselinám, zásadám a solným roztokům.

Používá se především v chemickém průmyslu, při výrobě technologických nádrží, potrubí, ventilačních systémů a zařízení pracujících s agresivními médii při vyšších teplotách.

Podle konkrétního provedení může PVC-C dlouhodobě pracovat přibližně do +90 až +95 °C. Současně si zachovává dobrou svařitelnost, lepitelnost a možnost tepelného tvarování.

PVC-C se používá například pro:

• chemické nádrže,
• potrubní systémy,
• rozvody kyselin a zásad,
• ventilové součásti,
• průmyslovou vzduchotechniku,
• čisticí a mořicí linky,
• zařízení na povrchovou úpravu,
• technologické konstrukce při zvýšené teplotě.

PVC-C není automaticky vhodné pro každou chemickou látku. Odolnost je nutné ověřit podle koncentrace média, teploty, tlaku, mechanického namáhání a délky expozice.

PVC-P – měkčený polyvinylchlorid

PVC-P je měkčené PVC obsahující změkčovadla, která snižují jeho tvrdost a zvyšují pružnost. Výsledné vlastnosti se výrazně liší podle množství a druhu použitých přísad.

Materiál se používá například pro:

• těsnicí pásy,
• pružné clony,
• ochranné závěsy,
• hadice,
• kabelové izolace,
• měkké profily,
• podlahové krytiny,
• fólie,
• ochranné povlaky.

PVC-P není běžnou volbou pro přesné CNC obráběné díly, protože jeho pružnost komplikuje upnutí, obrábění i dodržení úzkých tolerancí. Pro pevné konstrukční součásti se zpravidla používá PVC-U.

Při výběru PVC-P je důležité zohlednit také možnost postupné migrace změkčovadel, kompatibilitu s provozním médiem a požadovanou životnost výrobku.

Rázově modifikované PVC

Rázově modifikované PVC-U obsahuje přísady zvyšující odolnost proti nárazu a lámání. Může se označovat například jako PVC-HI, rázově houževnaté PVC nebo podle konkrétní skupiny a obchodního označení výrobce.

Ve srovnání se standardním PVC-U lépe odolává:

• mechanickým nárazům,
• vibracím,
• nešetrné manipulaci,
• nižším provozním teplotám,
• namáhání tenkých nebo rozměrných desek.

Používá se pro kryty strojů, obklady, dveřní výplně, interiéry vozidel, sanitární konstrukce, reklamní systémy a další aplikace, kde standardní PVC-U nemusí mít dostatečnou rázovou houževnatost. Výrobci nabízejí kompaktní rázově odolné PVC desky také v provedeních se zvýšenou odolností proti povětrnosti a čisticím prostředkům.

Transparentní PVC

Transparentní PVC-U se používá v aplikacích, kde je požadována průhlednost společně s chemickou odolností, tuhostí a možností svařování nebo lepení.

Typické použití zahrnuje:

• průhledové části nádrží,
• ochranné kryty,
• kontrolní okénka,
• laboratorní zařízení,
• příčky,
• kryty technologických zařízení,
• průhledné potrubní prvky.

Transparentní PVC není opticky ani mechanicky totožné s PMMA, polykarbonátem nebo PET-G. Ve srovnání s polykarbonátem má zpravidla nižší rázovou houževnatost, může však nabídnout výhodnější chemickou odolnost vůči určitým médiím a snadnější spojování s dalšími komponenty z PVC. Transparentní PVC-U je běžně dostupné jako samostatná skupina technických desek a trubek.

Lehčené PVC desky

Lehčené PVC má buněčnou strukturu, díky které je výrazně lehčí než kompaktní PVC-U. Dodává se jako volně vypěněná deska, integrálně lehčená deska nebo vícevrstvý panel s kompaktními povrchovými vrstvami.

Materiál se používá zejména pro:

• reklamní tabule,
• informační systémy,
• výstavní stánky,
• kryty a obložení,
• interiérové konstrukce,
• nábytek,
• sanitární vybavení,
• vozidla a karavany,
• lehké technické panely,
• tiskové a prezentační desky.

Lehčené PVC se snadno řeže, frézuje, vrtá, lepí, tiskne a tepelně tvaruje. Ve srovnání s kompaktním PVC má nižší pevnost, tvrdost a únosnost, takže není vhodné pro stejně mechanicky namáhané díly.

U běžných lehčených PVC desek se maximální provozní teplota často pohybuje okolo +55 °C. Konkrétní hodnota se však liší podle hustoty, struktury, tloušťky a výrobce.

Chemická odolnost PVC

PVC-U dobře odolává mnoha anorganickým i organickým chemikáliím, kyselinám, zásadám, solným roztokům a oxidačním médiím. Díky tomu se používá při výrobě chemických nádrží, ventilačních zařízení, potrubních systémů a součástí galvanických nebo mořicích linek.

Chemická odolnost vždy závisí na:

• konkrétní chemické látce,
• koncentraci,
• provozní teplotě,
• délce působení,
• mechanickém zatížení,
• vnitřním pnutí součásti,
• způsobu spojení nebo svaření.

PVC může mít omezenou odolnost vůči některým aromatickým a chlorovaným uhlovodíkům, ketonům, esterům a dalším rozpouštědlům. V chemicky náročných aplikacích je proto nezbytné ověřit kompatibilitu podle tabulky chemické odolnosti výrobce.

Odolnost proti vodě a korozi

PVC-U má velmi nízkou absorpci vody a nepodléhá elektrochemické korozi. Je proto vhodné pro dlouhodobý kontakt s vodou, vlhkým prostředím, vodnými roztoky a řadou chemických látek.

Používá se například v:

• čistírnách odpadních vod,
• úpravnách vody,
• bazénové technice,
• chemických laboratořích,
• galvanovnách,
• průmyslové vzduchotechnice,
• zemědělských provozech.

Nízká nasákavost současně pomáhá zachovat stabilní elektrické a mechanické vlastnosti materiálu.

Elektrické izolační vlastnosti

Standardní PVC-U je elektricky izolační materiál. Používá se proto pro rozvaděčové desky, kryty, držáky, přepážky a další součásti elektrotechnických zařízení.

Pro elektrotechnické aplikace je nutné ověřit zejména:

• elektrickou pevnost,
• povrchový a objemový odpor,
• hořlavost,
• provozní teplotu,
• tloušťku materiálu,
• požadovanou normu.

Vlastnosti se mohou měnit podle barvy, množství pigmentu a konkrétní receptury. Standardní PVC-U nelze bez ověření považovat za antistatický nebo vodivý materiál.

Požární vlastnosti PVC

Kompaktní PVC-U bývá klasifikováno jako materiál se sníženou hořlavostí, který po odstranění zdroje plamene zpravidla sám zhasne. Konkrétní požární klasifikace však závisí na receptuře, barvě, tloušťce a způsobu použití.

Není proto vhodné označovat všechny druhy PVC obecně jako nehořlavé. Pro konstrukce s konkrétními požárními požadavky musí být použit materiál s doloženou klasifikací podle příslušné normy, například UL 94, EN 13501-1 nebo FM 4910.

Speciální PVC-U s certifikací FM 4910 se používá například v polovodičovém průmyslu, čistých prostorách, vzduchotechnice a při výrobě bezpečnostních krytů.

Venkovní použití a odolnost proti UV záření

Standardní PVC-U může být při dlouhodobém působení slunečního záření vystaveno změně barvy, křehnutí nebo postupnému zhoršení mechanických vlastností. Pro venkovní použití je proto vhodné zvolit UV stabilizovaný typ.

UV stabilizované PVC desky se používají pro:

• venkovní kryty,
• fasádní prvky,
• reklamní tabule,
• dveřní výplně,
• obložení,
• zemědělské konstrukce,
• součásti vozidel a karavanů.

Vhodnost pro venkovní použití je nutné ověřit podle konkrétní barvy, tloušťky a technické dokumentace. Výrobci nabízejí UV stabilizované kompaktní i lehčené desky s povrchy určenými pro působení povětrnostních vlivů.

Výhody technického plastu PVC

Mezi hlavní výhody PVC patří:

• vysoká pevnost a tuhost PVC-U,
• velmi dobrá chemická odolnost,
• minimální absorpce vody,
• odolnost proti korozi,
• elektrické izolační vlastnosti,
• dobrá svařitelnost,
• dobrá lepitelnost,
• možnost tepelného tvarování,
• dobrá CNC obrobitelnost,
• dostupnost desek, tyčí a trubek,
• samozhášivé chování vybraných typů,
• dostupnost transparentních a lehčených variant,
• příznivý poměr ceny a užitných vlastností,
• možnost výroby chemických nádrží a svařovaných konstrukcí.

Omezení technického plastu PVC

Při návrhu součástí je nutné zohlednit také některá omezení:

• nižší rázovou houževnatost standardního PVC-U,
• omezenou dlouhodobou teplotní odolnost,
• křehnutí některých typů při nízkých teplotách,
• vyšší hustotu než u PE nebo PP,
• citlivost na některá organická rozpouštědla,
• nutnost UV stabilizace pro dlouhodobé venkovní použití,
• omezenou vhodnost pro silně dynamicky zatížené díly,
• nižší odolnost proti abrazi než u PE 1000 nebo PA6,
• riziko tepelného rozkladu při přehřátí,
• rozdílné vlastnosti podle použitých přísad.

PVC není vhodné zahřívat nad doporučené zpracovatelské teploty. Při tepelném rozkladu mohou vznikat korozivní a zdraví škodlivé produkty, proto musí svařování, tvarování i další tepelné zpracování probíhat při správně nastavené teplotě a s odpovídajícím odsáváním.

CNC obrábění PVC

Kompaktní PVC-U lze dobře obrábět na běžných CNC strojích. Používají se zejména tyto technologie:

• CNC frézování,
• CNC soustružení,
• vrtání,
• řezání,
• vystružování,
• závitování,
• gravírování,
• obrábění drážek a kapes.

Při obrábění je důležité používat velmi ostré nástroje a zajistit dostatečný prostor pro odvod třísek. Tupý nástroj zvyšuje tření a může způsobit přehřívání, deformaci, tavení povrchu nebo zhoršení kvality obrobené plochy.

PVC-U je tvrdé, ale ve srovnání s houževnatějšími plasty může být náchylnější k vylamování hran. Při vrtání, frézování tenkých stěn nebo obrábění v blízkosti okraje je proto vhodné omezit vibrace, použít správný posuv a součást dobře podepřít.

Při obrábění je třeba:

• zabránit nadměrnému zahřívání,
• používat ostré a hladké řezné hrany,
• zajistit plynulý odvod třísek,
• nepoužívat nadměrný upínací tlak,
• podepřít tenké nebo rozměrné díly,
• zohlednit tepelnou roztažnost,
• přizpůsobit řezné podmínky kompaktnímu nebo lehčenému provedení.

Lehčené PVC se obrábí snadno, ale kvůli nižší hustotě a pevnosti není vhodné pro stejné tolerance a zatížení jako kompaktní PVC-U. Výrobci lehčených desek uvádějí možnost CNC řezání, frézování, vrtání, lepení i tepelného tvarování.

Svařování a lepení PVC

PVC-U i PVC-C lze spojovat svařováním horkým vzduchem, extruzním svařováním nebo pomocí vhodných lepicích systémů. Volba technologie závisí na tloušťce, tvaru dílu, požadované pevnosti a těsnosti spoje.

Svařování se používá zejména při výrobě:

• chemických nádrží,
• van,
• vzduchotechnických rozvodů,
• potrubí,
• krytů,
• laboratorních zařízení,
• technologických konstrukcí.

Před svařováním je nutné správně připravit spojované plochy a použít svařovací drát odpovídající základnímu materiálu. PVC-U a PVC-C by se neměly bez ověření vzájemně kombinovat, protože mají odlišné zpracovatelské teploty a materiálové vlastnosti. Dobrou svařitelnost a lepitelnost u obou skupin uvádějí také výrobci technických polotovarů.

Typické výrobky z PVC

Z technického plastu PVC lze vyrábět například:

• příruby,
• podložky a distanční prvky,
• ventilové díly,
• tělesa armatur,
• součásti čerpadel,
• kryty strojů,
• ochranné přepážky,
• elektrické izolátory,
• držáky a montážní desky,
• chemické nádrže a vany,
• potrubní součásti,
• vzduchotechnické díly,
• laboratorní vybavení,
• obložení a ochranné panely,
• průhledová okénka,
• reklamní a informační tabule,
• atypické díly podle výkresu nebo vzorku.