塩素化ポリ塩化ビニル
| 名前 | |
|---|---|
| その他の名前 ポリクロロエチレン、塩素化PVC | |
| 識別子 | |
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| 略語 | CPVC、PVC-C |
| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.122.975 |
CompToxダッシュボード （EPA） |
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| プロパティ | |
| (C 9 H 11 Cl 7 ) n , [1] 67% Clポリマーの場合 | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。 | |
| 塩素化ポリ塩化ビニル | |
|---|---|
| 材質の種類 | 熱可塑性 |
| 物理的特性 | |
| 密度 （ρ） | 1.56 g/cm 3 |
| 吸水率-平衡（ASTM） | 0.04～0.40 |
| 機械的特性 | |
| ヤング率 （E） | 2.9～3.4 G Pa |
| 引張強度（σt ） | 50～80 M Pa |
| 破断時の伸び（ε） | 20～40% |
| ノッチテスト | 2～5 kJ /m 2 |
| 熱特性 | |
| 融点 （T m） | 150℃ [要出典] |
| ガラス転移温度 （T g） | 106～115 ℃ |
| ビカット軟化点- 50 N (ビカット B) | 106～115 ℃ |
| 熱伝導率 （k） | 0.16 W/(m· K ) |
| 線膨張係数 （α） | 8×10 −5 K −1 |
| 比熱容量 （℃） | 0.9 kJ/(kg·K) |
| 経済 | |
| 価格 |
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塩素化ポリ塩化ビニル（CPVC）は、ポリ塩化ビニル（PVC）樹脂を塩素化することで製造される熱可塑性樹脂です。CPVCはPVCよりもはるかに柔軟性が高く、高温にも耐えることができます。用途としては、温水・冷水配管や工業用液体処理などが挙げられます。CPVCはPVCと同様に、飲料水の輸送および使用において安全であるとみなされています。[要出典]
歴史
ミシガン州のジェノバ・プロダクツ社は、1960年代初頭に温水・冷水配管システム用の最初のCPVCチューブと継手を開発しました。[引用が必要] CPVCセメント用のオリジナルのテトラヒドロフラン（THF）/メチルエチルケトン（MEK）配合は、CPVC樹脂の最初の開発者であるBFグッドリッチ社と共同でジェノバ社によって開発されました。[引用が必要]
生産工程
塩素化ポリ塩化ビニル（CPVC）は、フリーラジカル塩素化反応によって塩素化されたPVCです。この反応は通常、様々な方法を用いて熱または紫外線エネルギーを照射することで開始されます。この過程で、塩素ガスはフリーラジカル塩素に分解され、これが後工程でPVCと反応し、PVC中の水素の一部が塩素に置換されます。
方法に応じて、ポリマーに導入される塩素量は様々であり、最終的な特性を微調整することが可能です。塩素含有量はメーカーによって異なり、PVCのベースは質量比56.7%から74%までありますが、市販されている樹脂のほとんどは63%から69%の塩素含有量です。[要出典] CPVCの塩素含有量が増加すると、ガラス転移温度（T g）は大幅に上昇します。通常の使用条件下では、CPVCは塩素含有量が質量比70%で不安定になります。
樹脂の加工性を向上させるために、様々な添加剤も導入されます。これらの添加剤には、安定剤、耐衝撃性改良剤、顔料、潤滑剤などが含まれます。
物理的特性
CPVCはPVCとほぼ同様の特徴と特性を有していますが、いくつかの重要な違いもあります。CPVCは機械加工、溶接、成形など、加工性に優れています。高温下でも優れた耐食性を示すため、CPVCは最高93℃（200°F）までの温度が加わる自立構造物に最適です。CPVCは曲げ加工、成形、溶接が可能であるため、幅広いプロセスや用途に使用できます。また、難燃性も備えています。
ポリ塩化ビニル（PVC）との比較
耐熱性
CPVCはPVCよりも高い温度、通常40～50℃（72～90℉）の腐食性水にも耐えられるため、住宅や商業施設の給水配管システムの材料として人気があります。CPVCの最高動作温度は200℉（93℉）です。
機械的特性
CPVCとPVCの主な機械的違いは、CPVCの方がはるかに延性が高く、曲げ強度と圧縮強度に優れていることです。さらに、CPVCの機械的強度は、金属の腐食感受性により使用が制限される状況において、多くの種類の金属パイプの代替として有効です。
CPVCとPVCの特性 スケジュール40 スケジュール80 CPVC PVC CPVC PVC 最大作動圧力 450 psi (3,100 kPa) 450 psi (3,100 kPa) 630 psi (4,300 kPa) 630 psi (4,300 kPa) 抗張力 8,200 psi (57,000 kPa) 7,500 psi (52,000 kPa) 8,200 psi (57,000 kPa) 7,500 psi (52,000 kPa) 温度制限 33～200°F（1～93°C） 33～140°F（1～60°C） 33～200°F（1～93°C） 33～140°F（1～60°C）
さらに、CPVCは熱可塑性樹脂であるため、銅管よりも優れた断熱性を備えています。この断熱性の向上により、CPVCは結露の発生が少なく、温水・冷水どちらの用途でも水温をより良く維持します。
ボンディング
CPVC の特殊な組成のため、接着には PVC とは異なる特殊な溶剤セメントが必要であり、1965 年に Genova Products によって初めて高強度配合が導入され、その後 IPS のWeld-Onラインなどの代替品が導入されました。
CPVC 用のプライマー、溶剤セメント、接着剤は、ASTM D2564 規格に準拠する必要がある PVC 溶剤セメントとは異なり、ASTM F493 仕様に準拠する必要があると言われています。
火の特性
CPVCはPVCと同様の耐火性を持ちます。一般的に非常に発火しにくく、直接炎に触れない限り自然消火する傾向があります。
CPVC には塩素が含まれているため、火災や産業廃棄物処理で焼却すると、塩素化ダイオキシンや同様に危険なポリ塩化ジベンゾフランが生成され、どちらも生体内に蓄積します。
参考文献
- ^ フェルダー, リチャード・M.; ルソー, ロナルド・W. (2004年12月15日). 『化学プロセスの基本原理』 . ワイリー. 581ページ. ISBN 978-0471687573。
