Pojem tepelné vlastnosti je poměrně široký a je možné sem zařadit celou řadu charakteristik polymerů, neboť téměř všechny jejich vlastnosti jsou na teplotě značně závislé. Výběr polymerů pro konkrétní aplikace je omezen jejich teplotním rozsahem použitelnosti, kde si zachovávají své užitné vlastnosti, či už z krátkodobého nebo dlouhodobého hlediska. Zvyšováním teploty dochází u polymerů k jejich měknutí a případně k tání.
Specifika teploty tání a měknutí PVC
Průmyslová PVC pryskyřice má převážně amorfní strukturu, ale obsahuje také některé krystalické oblasti (asi 5 procent), takže PVC nemá zjevný bod tání. Zatímco u semikrystalických termoplastů sledujeme teplotu tání (Tm), u PVC se zaměřujeme na teploty měknutí a deformační limity:
- Teplota přechodu skla: 80 až 90 °C.
- Bod měknutí: Začíná měknout asi při 80 stupních.
- Teplota tepelné deformace: Při zatížení 1,82 MPa je 70-71 °C.
- Teplota tvarování: 120-140 °C.
U plastů je pro stanovení míry jejich odolnosti zvýšeným teplotám používáno dvou metod, přičemž v obou případech se stanovuje teplota, při které materiály začínají rychle měknout, označovaná jako VST (Vicat Softening Temperature). Začíná proudit při 150 stupních pod tlakem, ale již při těchto procesech je nutné zohlednit citlivost na smyk a tepelný rozklad.
Tepelná stabilita a rozklad PVC
PVC má špatnou stabilitu vůči světlu a teplu. Bez přidání stabilizátoru se PVC začne rozkládat při 100 stupních a nad 130 stupních se rozkládá rychleji. Při zahřátí se uvolňuje plynný chlorovodík, což způsobuje změnu barvy materiálu z bílé přes světle žlutou, červenou, hnědou až po černou. Degradace polymeru je nevratný proces, který probíhá podle schémat destrukce a odštěpování nízkomolekulárních látek, což vede k prudkému poklesu molární hmotnosti.
| Vlastnost | Hodnota / Rozmezí |
|---|---|
| Teplota rozkladu | 285 až 315 / 460 až 475 °C |
| Koeficient lineární tepelné roztažnosti | 60 až 80 *10⁻⁶/K |
| Měrná tepelná kapacita (cp) | 0,84 až 1,17 J/(g*K) |
| Tepelná vodivost (λ) | 0,13 až 0,29 W/(m*K) |
Praktické využití a omezení
PVC je velmi dobře svařitelné, lepitelné i tepelně tvárné. Mez použitelnosti je v rozmezí teplot 5-40 °C, nárazově až do 60 °C. Zvyšováním teploty se snižuje pevnost v tahu, za nízkých teplot materiál křehne a nárazem se tříští. Po prohřátí na normální teplotu má opět původní hodnoty. PVC vyniká výhodami zpomalování hoření, kdy hodnota zpomalení hoření je nad 40, což z něj činí materiál vhodný pro stavební, technický či elektrotechnický průmysl.
Čtěte také: Asfalt: teplota tání a klíčové složky
Stejně jako u měkčeného PVC (PVC-P) by termoplastické zpracování neplastifikovaného PVC (PVC-U) mělo probíhat na speciálních systémech odolných proti korozi a mělo by zohledňovat teplotu rozkladu materiálu. Pro míchání nebo vytlačování práškového PVC se používají protiběžné dvoušnekové vytlačovací stroje, aby se mechanické namáhání polymeru citlivého na smyk omezilo na minimum.
Čtěte také: Klíčové faktory pro práci s epoxidem
Čtěte také: role polystyrenu ve stavebnictví