Polyvinyylikloridi Historia, kemiallinen rakenne, ominaisuudet ja käyttötavat



polyvinyylikloridi Se on polymeeri, jonka teollinen käyttö alkoi kehittyä 1900-luvun alussa muun muassa sen alhaisista kustannuksista, kestävyydestä, kestävyydestä ja lämpö- ja sähköeristyskapasiteetista. Tämä on antanut sille mahdollisuuden syrjäyttää metalleja useissa sovelluksissa ja käytössä.

Kuten nimikin viittaa, se koostuu monien vinyylikloridimonomeerien toistamisesta, jotka muodostavat polymeeriketjun. Sekä klooriatomeja että vinyyliä toistetaan n kertaa polymeerissä, joten sitä voidaan kutsua myös polyvinyylikloridiksi (polyvinyylikloridi, PVC, englanniksi).

Lisäksi se on muovattava yhdiste, joten sitä voidaan käyttää useiden eri muotojen ja kokoisten kappaleiden rakentamiseen. PVC kestää korroosiota pääasiassa hapettumisen vuoksi. Siksi ei ole vaaraa sen altistumiselle ympäristölle.

Negatiivisena seikkana on se, että PVC: n kestävyys voi olla ongelman syy, koska sen jätteiden kerääntyminen voi vaikuttaa ympäristöön saastumiseen, joka on vaikuttanut planeetalle useita vuosia..

indeksi

  • 1 Polyvinyylikloridin (PVC) historia
  • 2 Kemiallinen rakenne
  • 3 Ominaisuudet
    • 3.1 Kyky hidastaa tulipaloa
    • 3.2 Kestävyys
    • 3.3 Mekaaninen stabiilisuus
    • 3.4 Käsittely ja muovattavuus
    • 3.5 Kemikaalien ja öljyjen kestävyys
  • 4 Ominaisuudet
    • 4.1 Tiheys
    • 4.2 Sulamispiste
    • 4.3 Veden imeytymisen prosenttiosuus
  • 5 Käyttö
  • 6 Viitteet

Polyvinyylikloridin (PVC) historia

Vuonna 1838 ranskalainen fyysikko ja kemisti Henry V. Regnault löysi polyvinyylikloridin. Myöhemmin saksalainen tiedemies Eugen Baumann (1872) altisti pullon vinyylikloridilla auringonvalolle ja havaitsi kiinteän valkoisen materiaalin ulkonäköä: se oli polyvinyylikloridi.

Venäläinen tiedemies Ivan Ostromislansky ja saksalainen tiedemies Frank Klatte, Saksan kemianteollisuusyhtiö Griesheim-Elektron, yrittivät 1900-luvun alussa löytää kaupallisia sovelluksia polyvinyylikloridille. He päätyivät turhautuneeksi, koska joskus polymeeri oli jäykkä ja toisinaan se oli hauras.

Vuonna 1926 Waldo Semon, tiedemies, joka työskenteli Akronissa sijaitsevassa B. F. Goodrich -yhtiössä, loi joustavan muovin, vedenpitävän, palonkestävän ja pystyvän sitomaan metallia. Tämä oli yrityksen tavoite ja polyvinyylikloridin ensimmäinen teollinen käyttö.

Polymeerin valmistus tehostui toisen maailmansodan aikana, koska sitä käytettiin sota-alusten johdotuksen pinnoituksessa.

Kemiallinen rakenne

Polyvinyylikloridin polymeeriketjua on esitetty ylemmässä kuvassa. Mustat pallot vastaavat hiiliatomeja, valkoiset pallot vastaavat vetyatomeja ja vihreät pallot vastaavat klooriatomeja.

Tästä näkökulmasta ketjussa on kaksi pintaa: yksi klooria ja toinen vety. Sen kolmiulotteinen järjestely on helpoimmin nähtävissä vinyylikloridimonomeeristä ja tavasta, jolla se muodostaa sidoksia muiden monomeerien kanssa ketjun muodostamiseksi:

Tässä merkkijono koostuu n yksiköistä, jotka ovat sulkeissa. Cl-atomi osoittaa ulos tasosta (musta kiila), vaikka se voi myös osoittaa sen taakse, kuten vihreillä palloilla nähdään. H-atomit on suunnattu alaspäin ja samalla tavalla voidaan tarkistaa polymeerirakenteella.

Vaikka ketjussa on vain yksinkertaisia ​​linkkejä, nämä eivät voi kääntyä vapaasti Cl-atomien steerisen (spatiaalisen) esteen vuoksi.. 

Miksi? Koska ne ovat hyvin suuria ja niillä ei ole tarpeeksi tilaa pyörittää muissa suunnissa. Jos he tekisivät, he "osuivat" naapurimaiden H-atomeihin.

ominaisuudet

Kyky hidastaa tulta

Tämä ominaisuus johtuu kloorin läsnäolosta. PVC: n syttymislämpötila on 455 ° C, joten palamisen ja tulipalon käynnistymisen vaara on alhainen.

Lisäksi PVC: n vapauttama lämpö polttamisen aikana on pienempi, kun sitä valmistetaan polystyreenistä ja polyeteenistä, kahdesta käytetyimmistä muovimateriaaleista.

kestävyys

Normaaleissa olosuhteissa tuotteen kestävyyteen eniten vaikuttava tekijä on sen vastustuskyky hapettumiseen.

PVC: ssä on sen ketjuihin hiiliin kiinnittyneitä klooriatomeja, mikä tekee siitä hapettumiskestävämmän kuin muovit, joiden rakenteessa on vain hiili- ja vetyatomit.

Japanin PVC-putki- ja asennusliitto ry: n 35 vuoden ajan haudattujen PVC-putkien tutkiminen ei osoittanut heikkenemistä. Jopa sen lujuus on verrattavissa uusiin PVC-putkiin.

Mekaaninen stabiilisuus

PVC on kemiallisesti stabiili materiaali, jolla on vähän muutoksia sen molekyylirakenteessa ja sen mekaanisessa kestävyydessä.

Se on pitkäketjuinen viskoelastinen materiaali, joka on alttiina muodonmuutokselle ulkoisen voiman jatkuvalla levittämisellä. Sen muodonmuutos on kuitenkin alhainen, koska se muodostaa rajoituksen sen molekyylien liikkuvuuteen.

Käsittely ja muovattavuus

Termoplastisen materiaalin käsittely riippuu sen viskositeetista, kun se sulaa tai sulaa. Tämän edellytyksen mukaan PVC: n viskositeetti on korkea, sen käyttäytyminen on vähän riippuvainen lämpötilasta ja on stabiili. Tästä syystä PVC: n avulla voidaan tuottaa suurikokoisia ja vaihtelevia tuotteita.

Kemikaalien ja öljyjen kestävyys

PVC kestää happoja, emäksiä ja lähes kaikkia epäorgaanisia yhdisteitä. PVC deformoituu tai liukenee aromaattisiin hiilivedyihin, ketoneihin ja syklisiin eettereihin, mutta se kestää muita orgaanisia liuottimia, kuten alifaattisia hiilivetyjä ja halogenoituja hiilivetyjä. Myös sen kestävyys öljyille ja rasvoille on hyvä.

ominaisuudet

tiheys

1,38 g / cm3

Sulamispiste

100 ºC - 260 ºC.

Prosenttiosuus veden imeytymisestä

0% 24 tunnissa

Kemiallisen koostumuksensa ansiosta PVC pystyy sekoittumaan yhdistelmä- numeroihin valmistuksen aikana.

Sitten vaihtelemalla tässä vaiheessa käytettyjä pehmittimiä ja lisäaineita voidaan saada erilaisia ​​PVC-tyyppejä, joissa on erilaisia ​​ominaisuuksia, kuten joustavuus, joustavuus, iskunkestävyys ja bakteerikasvun estäminen..

sovellukset

PVC on taloudellinen ja monipuolinen materiaali, jota käytetään rakentamisessa, terveydenhuollossa, elektroniikassa, autoissa, putkissa, pinnoitteissa, veripussissa, muovikoettimissa, kaapelien eristämisessä jne..

Sitä käytetään rakenteen monissa näkökohdissa sen lujuuden, hapettumisen, kosteuden ja hankauksen vuoksi. PVC on ihanteellinen verhous, ikkunoiden, kattojen ja aidojen kehykseen.

Se on ollut erityisen hyödyllinen putkien rakentamisessa, koska tämä materiaali ei kärsi korroosiosta ja sen murtumisaste on vain 1% sulan metallin järjestelmien tuottamasta..

Se tukee lämpötilan ja kosteuden muutoksia, sillä se pystyy käyttämään sen pinnoitteen muodostavia johdotuksia.

PVC: tä käytetään eri tuotteiden pakkauksissa, kuten drageissa, kapseleissa ja muissa lääketieteellisiin tarkoituksiin. Myös veripankkikassit on rakennettu läpinäkyvällä PVC: llä.

Koska PVC on edullinen, kestävä ja vedenpitävä, se sopii erinomaisesti sadetakkeihin, saappaisiin ja kylpyhuoneen verhoihin.

viittaukset

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinyylikloridi. Haettu 1. toukokuuta 2018 osoitteesta: en.wikipedia.org
  2. Encyclopaedia Britannican toimittajat. (2018). Polyvinyylikloridi. Haettu 1. toukokuuta 2018 alkaen: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. PVC: n historia. Haettu 1. toukokuuta 2018 osoitteesta: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. PVC: n fyysiset ominaisuudet. Haettu 1. toukokuuta 2018 osoitteesta: pvc.org
  5. British Plastics Federation. (2018). Polyvinyylikloridi PVC. Haettu 1. toukokuuta 2018 alkaen: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinyylikloridin (PVC) ominaisuudet. [PDF]. Haettu 1. toukokuuta 2018 alkaen: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinyylikloridi Haettu 1. toukokuuta 2018 osoitteesta: chemicalsafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Muoviputket [Kuva]. Haettu 1. toukokuuta 2018 alkaen: commons.wikimedia.org