Sto lat od opatentowania PVC
Zbliża się setna rocznica opatentowania procesu powstawania polichlorku winylu, czyli jednego z najstarszych tworzyw termoplastycznych.
Historia PVC jest wprawdzie starsza niż sto lat, ale to bez mała wiek temu proces produkcji tego tworzywa został opisany i zastrzeżony. Początki polichlorku winylu zaczynają się natomiast już w 1835 r., gdy to ceniony ówcześnie francuski chemik Henri Victor Regnault jako pierwszy otrzymał monomeryczny chlorek winylu, związek który w normalnych warunkach ciśnienia i temperatury jest lotnym gazem.
37 lat później zjawisko przemiany ciekłego, zamkniętego w zatopionych probówkach chlorku winylu w postać proszku, pod wpływem światła słonecznego, zaobserwował i opisał Eugen Baumann. Sto lat temu opatentowano zaś proces otrzymywania masy zbliżonej do kauczuku, uzyskanej na bazie chlorku i bromku winylu oraz ich homologów metylowych. W tymże roku opracowano metodę syntezy chlorku winylu opartą na addycji chlorowodoru w acetylen, a w 1930 r. otrzymano pierwszy plastyfikowany polichlorek winylu z połączenia tego polimeru z wysoko wrzącym fosforanem trójtolilu.
Dalszy rozwój i związane z tym praktyczne wykorzystanie PVC było już tylko kwestią czasu. W czasie II Wojny Światowej popyt na tworzywo zgłaszało wojsko i wykorzystywało je do izolacji kabli. Także przemysł motoryzacyjny sięgał nie stosując go do produkcji materiałów powlekanych zmiękczonym PVC imitującym skórę. Np. firma ICI w 1941 r. jako pierwsza wyposażyła autobusy w Londynie w siedzenia z materiału powlekanego PVC. Tuz po wojnie dostępne były już wszystkie standardowe typy polimerów PVC tzn. perełkowe, emulsyjne i pastowe.
Tyle historii. Samo tworzywo składa się z ropy naftowej, gazu ziemnego oraz chlorku sodu. Takie połączenie gwarantuje uzyskanie produktu odpornego na wodę, szkodliwe warunki atmosferyczne, rozpuszczalniki oraz wahania temperatur. Specyfika PVC umożliwia dopasowanie jego wyglądu do konkretnego zastosowania. I tak, można uzyskać produkt matowy, z połyskiem, bezbarwny bądź kolorowy.
Wyróżnia się trzy rodzaje polichlorku winylu w zależności od zastosowania. Pierwsza postać to twardy PVC służący do wyrobu butelek, kubków, pojemników na żywność oraz wykorzystywany w branży budowniczej jako materiał do produkcji popularnych okien PVC.
Druga postać, to zmiękczony polimer, który może występować w postaci uszczelki pod kapslem butelki odkręcanej metodą „twist off”, jako folia zabezpieczająca mięso i owoce przed atakiem owadów, w formie materiału służącego do produkcji sztucznych choinek, torebek, kaloszy oraz dziecięcych zabawek.
W końcu PVC w postaci roztworów i emulsji stosowany jest w lakierach pokrywających puszki konserwowe oraz przy produkcji lateksowych rękawiczek stosowanych najczęściej w gabinetach lekarskich.
Przez lata producenci PVC zmieniali chemiczny skład tworzywa, rezygnując ze stabilizatorów na bazie metali ciężkich na rzecz „lżejszych” dla środowiska związków wapnia i cynku, umożliwiając utylizację produktów. Dodatkowym atutem przemawiającym na rzecz PVC jest obecnie możliwość ponownego przetworzenia. Co ciekawe, koszt produkcji tworzywa jest relatywnie niski, ze względu na stosunkowo niewielkie zużycie energii.
Polimer ma szerokie zastosowanie w branży tekstylnej, spożywczej, motoryzacyjnej oraz budowlanej. W związku z tym wiele producentów okien PVC, firm wykonujących materiały na elewację budynków oraz producentów dywanów samochodowych wykorzystuje je z powodzeniem. Produkty z polichlorkiem winylu spotkać jest bez trudu. Są to choćby dywany, torebki, zasłony, obrusy oraz jednorazowe pojemniki na żywność. Z bardziej zaawansowanych technologicznie wyrobów mogą to być wykorzystywane w szpitalach dreny i worki na płyny fizjologiczne.
Myliłby się jednak każdy, kto widziałby w PVC jedynie zalety. Jest to bowiem materiał niezwykle niebezpieczny dla człowieka. W razie pożaru nie pali się, ale już w temperaturze 120 st. C wydziela chlorowodór, a także dioksyny i furany, czyli najbardziej szkodliwe substancje jakie zna toksykologia. Zagadkowo brzmiąca 2,3,7,8-tetrachloro-dibenzodioksyna jest dziesięć tysięcy razy bardziej toksyczna od cyjanku potasu. Jest w stanie spowodowac natychmiastową śmierć wielu ludzi nawet bez kontaktu z ogniem.
Zresztą lista spektakularnych zdarzeń, w które „zamieszany” był polichlorek winylu jest długa. Dla przykładu w 1976 r. we włoskiej miejscowości Saveso doszło do katastrofalnego w skutkach wybuchu w tamtejszych zakładach produkcyjnych. Do atmosfery wydostało się od 1 kg do kilku kg toksycznej substancji. W wyniku katastrofy 1500 ha gęsto zaludnionego obszaru zostało skażone, ewakuowano 730 osób, a ponad 700 mieszkańców zostało poszkodowanych w wyniku zatrucia. Pobliskie tereny zostały skażone dioksynami i do dzisiaj nie nadają się do uprawy ani zamieszkania. Od nazwy miejscowości powstałą nawet unijna dyrektywa Saveso poświecona określeniu działań z zakresu zapobiegania i ograniczania skutków poważnych awarii przemysłowych.
Już rok po Saveso w Los Angeles w klubie, topiące się meble i kable z PVC stworzyły białą chmurę dymu, doprowadzając do śmierci 161 osób i to bez żadnego kontaktu z ogniem. 14 lat temu na lotnisku we Frankfurcie zginęło 16 osób, zabitych przez dioskyny, uwolnione w trakcie topienia się kabli z polichlorku winylu.
Dość powszechne stosowanie jeszcze kilkanaście lat temu zmiękczonego PVC do produkcji zabawek dla niemowląt spowodowało że z inicjatywy Danii kraje Unii Europejskiej skierowały apel do producentów zabawek, aby wycofali oni wyroby tego typu. Apel spotkał się w krajach z reakcją pozytywną i w większości wypadków producenci usunęli z obrotu zabawki dla niemowląt i małych dzieci wykonane ze zmiękczonego PVC.
Jednak za sprawą wielu plusów tworzywa i pomimo wymienionych minusów, polichlorek winylu jest obecnie jednym z najchętniej produkowanych tworzyw na świecie. Łączne światowe zdolności produkcyjne wynoszą dla PVC ok. 47,5 mln ton i stale rosną. Dość powiedzieć, że jeszcze w 2000 r. były one na poziomie 24,7 mln ton, a w 2009 r. na poziomie 32,3 mln ton. Szacowane jest, że w 2020 r. osiągną pułap 55,2 mln ton. W naszym kraju producentem tworzywa jest włocławski Anwil.