PVC (cloruro di polivinile): caratteristiche, applicazioni, mercato

Il PVC (cloruro di polivinile o polivinilcloruro) si presenta generalmente, all’uscita dell’impianto di produzione, in forma di polvere; è un materiale con netta tendenza ad appiccicarsi alle superfici metalliche quando viene riscaldato. È necessario miscelare il polimero con opportuni additivi per poter ottenere una mescolanza utilizzabile nella produzione di manufatti finiti di ogni genere. Gli additivi normalmente aggiunti sono di vario tipo con diverse funzioni: stabilizzanti alla luce o al calore, plastificanti (per ottenere PVC flessibile), cariche, coloranti, pigmenti eccetera.

Il PVC viene commercializzato sotto forma di polvere, di lattice, di mescole granulari e di paste (note come plastisol).

Le tipologie di PVC

In relazione alla quantità di plastificante aggiunto il PVC commerciale si presenta sotto due principali tipologie di polimero:

• PVC rigido;
• PVC plastificato (o flessibile).

Esiste anche una versione ad alto contenuto di plastificante: il PVC pasta.

Le caratteristiche del PVC

Le principali caratteristiche del PVC sono le seguenti:

• densità del tipo rigido (non plastificato): da 1,37 a 1,45 gr/cm³; nei tipi clorurati la densità risulta leggermente superiore. La densità del tipo plastificato è nel range 1,20 – 1, 35 gr/cm³;
• elevata resistenza chimica agli acidi, alle basi e ai solventi organici (ad eccezione dei chetoni e dei composti aromatici);
• ottima resistenza alla fiamma del tipo rigido (non plastificato) e buona autoestinguenza del tipo plastificato;
• ampia disponibilità di tipologie di polimero disponibili, il che permette di poter soddisfare un altrettanto ampia gamma di richieste di applicazione;
• il tipo rigido (senza plastificante) ha un’elevata resistenza meccanica, rigidità e durezza; è generalmente sensibile all’intaglio; la sensibilità all’intaglio diminuisce nei tipi resistenti all’urto (PVC – HI o High Impact). Nel PVC plastificato le caratteristiche meccaniche sono notevolmente influenzate dal tipo e dalla quantità di plastificante aggiunto;
• buona stabilità dimensionale dei pezzi stampati, grazie all’assenza di tensioni interne;
• le caratteristiche di isolamento elettrico sono soddisfacenti per il tipo rigido, mentre non è gran ché la resistenza alla corrente strisciante. Non è comunque idoneo per gli impieghi in tecnologia ad elevata frequenza, data la tendenza ad elevate perdite dielettriche (anche nel tipo plastificato). Le caratteristiche di isolamento elettrico diminuiscono in generale nel tipo plastificato; nonostante ciò, è utilizzabile per l’isolamento di cavi a bassa tensione;
• il PVC rigido resiste fino a circa + 60°C. Nel tipo plastificato la resistenza termica può arrivare fino a circa 100 – 110°C, in funzione però del tipo di plastificante usato (sono richiesti plastificanti speciali per poter utilizzare il polimero fino a queste temperature);
• buona saldabilità mediante ultrasuoni, per incollaggio oppure per colata;
• nessun assorbimento di acqua;
• impermeabilità dei film di PVC ai gas (escluso, però, il vapor d’acqua).

I copolimeri di PVC

Esistono diverse versioni di copolimeri, per esempio:

• PVC con aggiunta di cloruro di polivinilidene (PVDC), caratterizzato da elevata impermeabilità ai gas e al vapor d’acqua;
• PVC clorurato (PVCC), caratterizzato da migliorate caratteristiche termiche rispetto al normale PVC (per esempio resiste all’acqua bollente fino a circa 110°C);
• PVC con aggiunta di acetato di polivinile (PVCA): rispetto al PVC presenta migliore resistenza all’urto e migliore lavorabilità (specie nello stampaggio e termoformatura);
• copolimeri cloruro di vinile con metilmetacrilato (PVC / MMA) per ottenere elevata trasparenza;
• copolimeri di PVC con altri polimeri o elastomeri, generalmente per aumentare la resistenza all’urto o all’invecchiamento. In particolare, il copolimero cloruro di vinile – propilene (VC-P) è caratterizzato da migliorate proprietà ottiche, migliorata stabilità termica, miglior termoformabilità sottovuoto.

Le applicazioni del PVC rigido e plastificato

Il PVC rigido (non plastificato) trova impieghi nei seguenti settori:

• edilizia: grondaie e pluviali, tubazioni rigide, infissi per porte e finestre, lastre ondulate per tettoie, recinzioni, profilati alveolari, tapparelle, rivestimenti eccetera;
• imballaggio: bottiglie e flaconi rigidi per detergenti e prodotti per la casa, cosmetici e alimentari; bicchieri usa e getta; blister per pastiglie; vaschette ed alveoli termoformate a partire da foglie; contenitori di vario tipo termoformati;
• elettronica ed elettrotecnica: coperture per cassette di distribuzione, canali guida per cavi, articoli vari per elettronica di consumo eccetera;
• altri vari: articoli per cartotecnica (per esempio cartelline ottenute da foglie rigide, divisori, raccoglitori, copertine), pompe, serbatoi eccetera.

Per quanto riguarda il PVC plastificato (flessibile), le principali applicazioni sono in:

• edilizia: film di protezione per edifici e tetti, rivestimenti di piscine, pavimentazioni continue e in piastrelle (usate spesso in cliniche e ospedali per facilità di pulizia), porte scorrevoli e porte a vento trasparenti, guarnizioni per finestre e porte eccetera;
• elettronica ed elettrotecnica: isolamento di cavi a bassa frequenza, nastri isolanti, spine eccetera;
• agricoltura e giardinaggio: tubazioni flessibili per annaffiare, teloni protettivi di copertura eccetera;
• industria del mobile: rivestimenti e profili decorativi, listelli eccetera;
• industria del giocattolo e tempo libero: canotti, palloncini, bambole, animali galleggianti eccetera;
• altri vari: articoli medicali (per esempio sacche per trasfusioni); industria alimentare (per esempio cannucce flessibili per bevande); abbigliamento e protezione (per esempio guanti flessibili, impermeabili); arredamento (per esempio tovaglie, tendaggi, rivestimenti per pareti costituiti da foglie calandrate e decorate a stampa); cartotecnica (articoli flessibili per ufficio quali cartelline flessibili); industria calzaturiera (per esempio sandali, suole per calzature, stivali, soprascarpe); imballaggio (per esempio film autoadesivi, contenitori flessibili); valigie e borse eccetera.

Il mercato del PVC

Nel 2021, l’industria del PVC ha prodotto ricavi per un valore di circa 78,90 miliardi di dollari; dovrebbe raggiungere circa i 101,45 miliardi di dollari entro il 2028. Il mercato del cloruro di polivinile registrerà un CAGR di quasi il 5,6% nel periodo 2022-2028.