CPVC-Material (chloriertes Polyvinylchlorid)
CPVCsteht fürChloriertes Polyvinylchlorid. Es wird durch weitere Chlorierung von PVC-Harz hergestellt, wodurch ein Material mit deutlich verbesserten Eigenschaften im Vergleich zu Standard-PVC entsteht. Es ist ein Hochleistungsthermoplast, der für seine hervorragende Hitzebeständigkeit, chemische Stabilität und mechanische Festigkeit bekannt ist.
Materialübersicht
CPVC entsteht durch die Reaktion von PVC-Harz mit Chlorgas durch eine Substitutionsreaktion, typischerweise unter Verwendung einer Wasserphasen-Suspensionsmethode. Durch diesen Prozess erhöht sich der Chlorgehalt von ca. 56,7 % (in PVC) auf61-72% .
Hauptunterschiede zu UPVC und PVC
| Eigentum | CPVC | UPVC (Hart-PVC) | Normales PVC (flexibel) |
|---|---|---|---|
| Chlorgehalt | 61-72% | 56.7% | 56.7% |
| Weichmacher | Keiner | Keiner | Bedeutende Menge |
| Max. Service-Temp. | 95-110 Grad | 45-60 Grad | 60-80 Grad |
| Wärmeformbeständigkeitstemp. | 103-110 Grad | ~80 Grad | <80°C |
| Schlagfestigkeit | Höher | Mäßig | Hoch (flexibel) |
| Korrosionsbeständigkeit | Exzellent | Gut | Mäßig |
| Hauptanwendungen | Warmwasserleitungen, Industrieanlagen | Kaltwasserleitungen, Fensterprofile | Drähte, Kabel, Schläuche |
Schlüsseleigenschaften
Vorteile
| Eigentum | Beschreibung |
|---|---|
| Überlegene Hitzebeständigkeit | Vicat-Erweichungstemperatur von90-125 Grad; maximale Betriebstemperatur bis zu 110 Grad; Langzeitgebrauch bei 95 Grad |
| Ausgezeichnete chemische Beständigkeit | Beständig gegen starke Säuren, starke Laugen, Mineralöle, Salze und Oxidationsmittel; Hervorragend geeignet für chemische Verarbeitungsanwendungen |
| Hohe mechanische Festigkeit | Tensile strength >44,8 MPa; Biegemodul ~2310 MPa; höher als Standard-PVC |
| Flammhemmend | UL94 V-0-Bewertung; Limitierender Sauerstoffindex (LOI) größer oder gleich 38 %; selbstverlöschend |
| Gute Löslichkeit | Löst sich in Ketonen (Aceton), Estern, chlorierten Kohlenwasserstoffen und aromatischen Kohlenwasserstoffen-ermöglicht die Verwendung in Beschichtungen und Klebstoffen |
| Wetterbeständigkeit | Hervorragende Haltbarkeit im Freien; UV- und feuchtigkeitsbeständig |
| Ungiftig | Geruchlos, geschmacksneutral und -giftig; Bei entsprechender Formulierung für Trinkwassersysteme geeignet |
Nachteile
| Eigentum | Beschreibung |
|---|---|
| Verarbeitungsschwierigkeiten | Enges Verarbeitungsfenster; erfordert spezielle Ausrüstung mit präziser Temperaturkontrolle und korrosionsbeständigen-Schrauben |
| Höhere Kosten | Aufgrund des zusätzlichen Chlorierungsprozesses teurer als Standard-PVC und UPVC |
| Geringere Schlagfestigkeit bei niedrigen Temperaturen | Bei Temperaturen unter Null sind sie spröder als einige andere technische Kunststoffe |
| Thermische Zersetzung | Zersetzt sich bei ca. 140–145 Grad (über 180 Grad mit Stabilisatoren); setzt ätzendes HCl-Gas frei |
Typische physikalische Eigenschaften
| Eigentum | Typischer Wert | Teststandard |
|---|---|---|
| Dichte | 1,40-1,65 g/cm³ | ASTM D792 |
| Vicat-Erweichungstemperatur | 108-125 Grad | ISO 306 / ASTM D1525 |
| Zugfestigkeit (Ertrag) | 44,8–50,0 MPa | ASTM D638 |
| Biegemodul | 2250-2760 MPa | ASTM D790 |
| Izod-Schlagzähigkeit (gekerbt) | 7.94-288 J/m | ASTM D256 |
| Rockwell-Härte | 112 (R-Skala) | ASTM D785 |
| Thermische Zersetzungstemp. | 140–145 Grad (größer oder gleich 180 Grad mit Stabilisatoren) | - |
| UL-Entflammbarkeitsklasse | V-0 (1,0–1,5 mm) | UL94 |
Hauptanwendungen
1. Rohrleitungssysteme (größte Anwendung)
Warm- und Kaltwasserverteilungin Wohn- und Gewerbebauten
Industrielle chemische VerarbeitungRohre für korrosive Flüssigkeiten
Feuerlöschanlagen(CPVC ist für NFPA 13-Brandbekämpfungssysteme zugelassen)
Trinkwasserversorgung(Blei-freie Formulierungen verfügbar)
2. Industrielle Anwendungen
Rohrleitungen und Armaturen für Chemieanlagen
Galvanikausrüstung
Absaugsysteme für korrosive Dämpfe (Wäscher, Rohrleitungen)
Komponenten für die Metallveredelung und den Bergbau
3. Baumaterialien
Fenster- und Türprofile
Kabelkanäle und elektrische Kabelkanäle
Dachbahnen
4. Andere Anwendungen
Beschichtungen und Klebstoffe: Aufgelöst in Lösungsmitteln für korrosionsbeständige Farben, feuerhemmende Beschichtungen und hochfeste Klebstoffe
Fasern (Perchlorvinylfaser): Chemikalienbeständige Filterstoffe, Arbeitskleidung, Fischernetze
Formteile: Pumpengehäuse, Ventile, Armaturen und elektrische Komponenten
Innenverkleidung von Flugzeugen(aufgrund der Flammhemmung)
Überlegungen zur Verarbeitung
CPVC istschwieriger zu verarbeiten als Standard-PVCaufgrund seines schmalen thermischen Stabilitätsfensters. Zu den wichtigsten Anforderungen gehören:
Spezialisierte Extrusionsausrüstung: Doppelschneckenextruder mit:
Öl-gekühlte Schrauben für Temperaturstabilität
Korrosionsbeständige Schrauben (CPVC setzt bei der Verarbeitung HCl frei)
Effektive Entlüftung zur Entfernung flüchtiger Stoffe
Strenge Temperaturkontrolle: Temperaturschwankungen sollten innerhalb sein3-5 Grad(Wasser-/Ölkühlung wird der Luftkühlung vorgezogen)
Richtiges Formendesign: Höhere Kompressionsverhältnisse und längere Steglängen als PVC-Formen; korrosionsbeständige-Beschichtung (Chrom) empfohlen
Trocknungsanforderungen: CPVC nimmt Feuchtigkeit auf und muss vor der Verarbeitung vor-getrocknet werden, um Oberflächenfehler zu vermeiden
Vergleich mit verwandten Materialien
| Material | Max. Temp | Chlorgehalt | Hauptmerkmale | Relative Kosten |
|---|---|---|---|---|
| UPVC | 60 Grad | 56.7% | Cost-effective for cold water | Niedrig |
| CPVC | 95-110 Grad | 61-72% | Beste Hitze- und Chemikalienbeständigkeit | Medium |
| PP (Polypropylen) | 80-100 Grad | 0% | Gute chemische Beständigkeit, geringere Kosten | Niedrig-Mittel |
| PVDF | 150 Grad | 59% | Hervorragende chemische Beständigkeit, sehr hohe Kosten | Hoch |
| PTFE | 260 Grad | 76% | Rundum ausgezeichnet-, sehr teuer | Sehr hoch |
Wichtige Hinweise
Temperaturbegrenzung: CPVC ist geeignet fürDauerbetrieb bei 93 Grad (200 Grad F)und kann mit zeitweiser Exposition umgehen110 Grad (230 Grad F). Überschreiten Sie diese Grenzwerte nicht.
Kleben mit Lösungsmittelzement: Erfordert speziellen CPVC-Lösungsmittelzement-PVC-Zement istnichtkompatibel aufgrund unterschiedlicher chemischer Eigenschaften.
Überlegungen zur Erweiterung: CPVC hat eine höhere Wärmeausdehnung als Metallrohre; Bei langen Strecken sind Dehnungsschleifen oder -versätze erforderlich.
UV-Empfindlichkeit: Während CPVC eine gute Wetterbeständigkeit aufweist, kann eine längere direkte Sonneneinstrahlung das Material beschädigen. Für Außenanwendungen wird ein Anstrich oder eine UV{0}}beständige Isolierung empfohlen.