Polüvinüülkloriid Ajalugu, keemiline struktuur, omadused ja kasutusalad



The polüvinüülkloriid See on polümeer, mille tööstuslik kasutamine hakkas 20. sajandi alguses arenema muuhulgas ka selle madala hinna, vastupidavuse, vastupidavuse ja soojus- ja elektriisolatsioonivõime tõttu. See on võimaldanud metallidel mitmetes rakendustes ja kasutusalades ümber paigutada.

Nagu nimigi ütleb, koosneb see paljude vinüülkloriidmonomeeride kordamisest, moodustades polümeeri ahela. Nii kloori aatomeid kui vinüüle korratakse polümeeris n korda, seega võib seda nimetada ka polüvinüülkloriidiks.polüvinüülkloriid, PVC, inglise keeles).

Lisaks on see vormitav ühend, nii et seda saab kasutada paljude erineva kujuga ja suurusega tükkide ehitamiseks. PVC on korrosioonikindel peamiselt oksüdatsiooni tõttu. Seetõttu ei ole selle kokkupuude keskkonnaga ohtlik.

Negatiivse punktina võib PVC kestvus olla probleemi põhjuseks, sest selle jäätmete kogunemine võib kaasa aidata keskkonnareostusele, mis on planeedi juba mitu aastat mõjutanud..

Indeks

  • 1 Polüvinüülkloriidi (PVC) ajalugu
  • 2 Keemiline struktuur
  • 3 Atribuudid
    • 3.1 Võime aeglustada tulekahju
    • 3.2 Vastupidavus
    • 3.3 Mehaaniline stabiilsus
    • 3.4 Töötlemine ja vormitavus
    • 3.5 Vastupidavus kemikaalidele ja õlidele
  • 4 Omadused
    • 4.1 Tihedus
    • 4.2 Sulamistemperatuur
    • 4.3 Vee imendumise protsent
  • 5 Kasutamine
  • 6 Viited

Polüvinüülkloriidi (PVC) ajalugu

1838. aastal avastas prantsuse füüsik ja keemik Henry V. Regnault polüvinüülkloriidi. Hiljem eksponeeris Saksa teadlane Eugen Baumann (1872) pudelit vinüülkloriidiga päikesevalgusele ja täheldas tahke valge materjali ilmumist: see oli polüvinüülkloriid..

20. sajandi alguses püüdsid Vene teadlane Ivan Ostromislansky ja saksa teadlane Frank Klatte Saksa keemiaettevõttest Griesheim-Elektron leida kaubanduslikke rakendusi polüvinüülkloriidi jaoks. Nad lõppesid pettunud, sest mõnikord oli polümeer jäik ja muul ajal oli see habras.

1926. aastal lõi Waldo Semon, teadlane, kes töötas O. Frongi ettevõttes, Akronis, paindliku plastikust, veekindlast, tulekindlast ja metallist siduvast. See oli ettevõtte eesmärk ja see oli esimene polüvinüülkloriidi tööstuslik kasutamine.

Polümeeri tootmine intensiivistati II maailmasõja ajal, kuna seda kasutati sõjalaevade juhtmete katmisel.

Keemiline struktuur

Polüvinüülkloriidi polümeerset ahelat on kujutatud ülemisest pildist. Mustad sfäärid vastavad süsinikuaatomitele, valged kerad vastavad vesinikuaatomitele ja rohelised kerad vastavad kloori aatomitele.

Sellest vaatenurgast on kettil kaks pinda: üks kloor ja teine ​​vesinik. Selle kolmemõõtmeline paigutus on kõige lihtsamini nähtav vinüülkloriidmonomeerist ja viis, kuidas see ahelate loomiseks sidemeid teiste monomeeridega moodustab:

Siin koosneb string n-st ühikutest, mis on suletud sulgudes. Cl aatomi väljendab tasapinnast (must kiil), kuigi see võib ka selle taha, nagu on näha roheliste sfääridega. H-aatomid on orienteeritud allapoole ja samamoodi saab neid kontrollida polümeeri struktuuriga.

Kuigi ahelal on ainult lihtsad sidemed, ei saa need Cl aatomite steerilise (ruumilise) takistuse tõttu vabalt pöörata.. 

Miks? Sest nad on väga mahukad ja neil ei ole piisavalt ruumi, et pöörata teistes suundades. Kui nad seda teeksid, oleksid nad naabruses asuvate H-aatomitega "tabanud".

Omadused

Võime aeglustada tulekahju

See omadus tuleneb kloori olemasolust. PVC süütemperatuur on 455 ° C, seega on põlemis- ja tulekahju oht väike.

Lisaks sellele, kui PVC põletamisel vabaneb, on see polüstüreeni ja polüetüleeni tootmisel vähem, kaks kõige kasutatavamat plastmaterjali..

Vastupidavus

Normaalsetes tingimustes on toote vastupidavust kõige rohkem mõjutavaks teguriks see, et see on vastupidav oksüdatsioonile.

PVC-s on selle ahelates süsiniku külge kinnitatud kloori aatomid, mis muudab selle oksüdatsioonile vastupidavamaks kui plastid, mille struktuuris on ainult süsiniku- ja vesinikuaatomid.

35 aastat kestnud PVC-torude uurimine, mille viis läbi Jaapani PVC torude ja paigaldiste ühendus, ei näidanud nende halvenemist. Isegi selle tugevus on võrreldav uute PVC-torudega.

Mehaaniline stabiilsus

PVC on keemiliselt stabiilne materjal, mille molekulaarne struktuur ja mehaaniline vastupidavus on vähe.

See on pika ahelaga viskoelastne materjal, mis on välise jõu pideva rakendamisega deformeeritav. Kuid selle deformatsioon on madal, kuna see kujutab endast selle molekulaarse liikuvuse piirangut.

Töötlemine ja vormitavus

Termoplastse materjali töötlemine sõltub selle viskoossusest, kui see sulatatakse või sulatatakse. Selle tingimuse kohaselt on PVC viskoossus kõrge, selle käitumine sõltub vähe temperatuurist ja on stabiilne. Sel põhjusel võib PVC-ga toota suurte ja erineva kujuga tooteid.

Vastupidavus kemikaalidele ja õlidele

PVC on resistentne hapete, leeliste ja peaaegu kõigi anorgaaniliste ühendite suhtes. PVC deformeerub või lahustub aromaatseteks süsivesinikeks, ketoonideks ja tsüklilisteks eetriteks, kuid on vastupidav teistele orgaanilistele lahustitele nagu alifaatsed süsivesinikud ja halogeenitud süsivesinikud. Samuti on selle vastupidavus õlidele ja rasvadele hea.

Omadused

Tihedus

1,38 g / cm3

Sulamistemperatuur

100 ° C kuni 260 ° C.

Vee imendumise protsent

0% 24 tunni jooksul

Tänu oma keemilisele koostisele suudab PVC valmistamise ajal segunumbritega segada.

Seejärel võib selles etapis kasutatavate plastifikaatorite ja lisandite muutmise teel saada mitmesuguseid PVC tüüpe, mille hulka kuuluvad muu hulgas paindlikkus, elastsus, vastupanuvõime ja bakterite kasvu vältimine..

Kasutamine

PVC on ökonoomne ja mitmekülgne materjal, mida kasutatakse ehituses, tervishoius, elektroonikas, autodes, torudes, katetes, verekottides, plastist sondides, kaabli isolatsioonis jne..

Seda kasutatakse konstruktsiooni mitmetes aspektides selle tugevuse, oksüdatsioonikindluse, niiskuse ja hõõrdumise tõttu. PVC sobib ideaalselt kate, akende, lagede ja tarade raamiks.

See on torude konstrueerimisel olnud eriti kasulik, kuna see materjal ei tekita korrosiooni ja selle purunemiskiirus on vaid 1% sulase metalli süsteemide toodangust..

See toetab temperatuuri ja niiskuse muutusi, mida on võimalik kasutada selle katte juhtmestikus.

PVC-d kasutatakse erinevate toodete, näiteks dražeede, kapslite ja muude meditsiiniliseks kasutamiseks mõeldud toodete pakendamiseks. Samuti on vere pangakottid valmistatud läbipaistvast PVC-st.

Kuna PVC on taskukohane, vastupidav ja veekindel, sobib see ideaalselt vihmamantlid, saapad ja vannitoa kardinad.

Viited

  1. Wikipedia. (2018). Polüvinüülkloriid. Välja otsitud 1. mail 2018 alates: en.wikipedia.org
  2. Encyclopaedia Britannica toimetajad. (2018). Polüvinüülkloriid. Välja otsitud 1. mail 2018 alates: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. PVC ajalugu. Välja otsitud 1. mail 2018: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. PVC füüsikalised omadused. Välja otsitud 1. mail 2018: pvc.org
  5. British Plastics Federation. (2018). Polüvinüülkloriid PVC. Välja otsitud 1. mail 2018 alates: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Polüvinüülkloriidi (PVC) omadused. [PDF] Välja otsitud 1. mail 2018 alates: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polüvinüülkloriid Välja otsitud 1. mail 2018 alates: chemicalsafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Plasttorud [Joonis] Välja otsitud 1. mail 2018 alates: commons.wikimedia.org