Polyvinylchlorid Historie, kemisk struktur, egenskaber og anvendelser



den polyvinylchlorid Det er en polymer, hvis industrielle brug begyndte at udvikle sig i begyndelsen af ​​det 20. århundrede, blandt andet på grund af dets lave omkostninger, dens holdbarhed, dets modstand og dens termiske og elektriske isoleringskapacitet blandt andre grunde. Dette har gjort det muligt at forskyde metaller i mange anvendelser og brug.

Som navnet antyder består det af gentagelse af mange vinylchloridmonomerer, der danner en polymerkæde. Både chloratomer og vinyl gentages n gange i polymeren, så det kan også kaldes polyvinylchlorid (polyvinylchlorid, PVC, på engelsk).

Derudover er det en formbar forbindelse, så den kan bruges til at bygge mange stykker af forskellige former og størrelser. PVC er korrosionsbestandigt som følge af oxidation. Derfor er der ingen risiko for dets eksponering for miljøet.

Som et negativt punkt kan PVC-holdbarheden være årsagen til et problem, fordi ophobningen af ​​affaldet kan bidrage til den miljøforurening, der har påvirket planeten i flere år..

indeks

  • 1 Historie af polyvinylchlorid (PVC)
  • 2 Kemisk struktur
  • 3 Egenskaber
    • 3.1 Evnen til at forsinke ild
    • 3.2 Holdbarhed
    • 3.3 Mekanisk stabilitet
    • 3.4 Behandling og formbarhed
    • 3.5 Modstandsdygtighed overfor kemikalier og olier
  • 4 Egenskaber
    • 4.1 Tæthed
    • 4.2 Smeltepunkt
    • 4.3 Procent vandabsorption
  • 5 anvendelser
  • 6 referencer

Historien om polyvinylchlorid (PVC)

I 1838 opdagede den franske fysiker og kemiker Henry V. Regnault polyvinylchlorid. Senere udsatte den tyske forsker Eugen Baumann (1872) en flaske med vinylchlorid til sollys og observerede udseendet af et fast hvidt materiale: det var polyvinylchlorid.

I begyndelsen af ​​det tyvende århundrede russiske videnskabsmand Ivan Ostromislansky og tysk videnskabsmand Frank Klatte, tysk Chemical Company Griesheim-Elektron, forsøgt at finde kommercielle applikationer til polyvinylchlorid. De endte med at blive frustreret, for nogle gange var polymeren stiv og andre gange var den skrøbelig.

Waldo Semon i 1926, en videnskabsmand, der arbejder for B. F. Goodrich Company, Akron, Ohio, formået at skabe en fleksibel plast, vandtæt, brandhæmmende og kan binde metallet. Dette var det mål, der blev søgt af virksomheden og udgjorde den første industrielle anvendelse af polyvinylchlorid.

Fremstillingen af ​​polymeren intensiverede under anden verdenskrig, da den blev brugt i belægningen af ​​krigsskibs ledninger.

Kemisk struktur

Polymerkæden af ​​polyvinylchlorid er illustreret i det øvre billede. De sorte kugler svarer til carbonatomerne, de hvide kugler svarer til hydrogenatomerne og de grønne kugler svarer til chloratomerne.

Fra dette perspektiv har kæden to overflader: en af ​​chlor og en anden af ​​hydrogen. Dens tredimensionelle arrangement er mest let visualiseret fra vinylchloridmonomeren, og den måde, hvorpå den danner bindinger med andre monomerer for at skabe kæden:

Her er en streng bestående af n enheder, som er indhegnet i parentes. Cl-atomet peger ud af flyet (sort kile), selvom det også kan pege bag det, set med grønne kugler. H-atomer er orienteret nedad og kan på samme måde kontrolleres med polymerstrukturen.

Selvom kæden kun har enkle forbindelser, kan disse ikke rotere frit på grund af den steriske (rumlige) hindring af Cl-atomer.. 

Hvorfor? Fordi de er meget omfangsrige og ikke har nok plads til at rotere i andre retninger. Hvis de gjorde det, ville de "slå" med de nærliggende H-atomer.

egenskaber

Evne til at forsinke ild

Denne egenskab skyldes tilstedeværelsen af ​​klor. Tændingstemperaturen på PVC er 455 ° C, så risikoen for at brænde og starte en brand er lav.

Derudover er den varme, der frigives af PVC, når den brændes mindre, når den fremstilles af polystyren og polyethylen, to af de mest anvendte plastmaterialer.

holdbarhed

Under normale forhold er den faktor, der mest påvirker holdbarheden af ​​et produkt, dets modstand mod oxidation.

PVC har chloratomer knyttet til kulet i dets kæder, hvilket gør det mere modstandsdygtigt mod oxidation end plast, der kun har carbon- og hydrogenatomer i deres struktur.

Undersøgelsen af ​​PVC-rør begravet i 35 år, udført af Japan PVC Pipe & Fitting Association, viste ingen forringelse af disse. Selv dens styrke er sammenlignelig med de nye PVC-rør.

Mekanisk stabilitet

PVC er et kemisk stabilt materiale, der viser få ændringer i dets molekylære struktur og dets mekaniske modstand.

Det er et langkædet viskoelastisk materiale, der er modtageligt for deformation ved kontinuerlig anvendelse af en ekstern kraft. Imidlertid er dens deformation lav, da den udgør en begrænsning i dens molekylære mobilitet.

Forarbejdning og formbarhed

Behandlingen af ​​et termoplastisk materiale afhænger af dets viskositet, når det smeltes eller smeltes. Under denne betingelse er viskositeten af ​​PVC høj, dens adfærd er lille afhængig af temperatur og er stabil. Af denne grund kan PVC'en producere produkter af stor størrelse og variable former.

Modstandsdygtighed overfor kemikalier og olier

PVC er modstandsdygtig over for syrer, alkalier og næsten alle uorganiske forbindelser. PVC deformeres eller opløses i aromatiske carbonhydrider, ketoner og cykliske ethere, men er resistente over for andre organiske opløsningsmidler, såsom alifatiske carbonhydrider og halogenerede carbonhydrider. Også dens modstandsdygtighed mod olier og fedtstoffer er god.

egenskaber

tæthed

1,38 g / cm3

Smeltepunkt

Mellem 100 ºC og 260 ºC.

Procentdel af vandabsorption

0% om 24 timer

På grund af sin kemiske sammensætning er PVC i stand til at blande med sammensatte tal under fremstillingen.

Derefter varierende blødgørere og tilsætningsstoffer i dette trin, kan opnås med forskellige typer af PVC en vifte af egenskaber, såsom fleksibilitet, elasticitet, slagstyrke og forebygge bakterievækst, blandt andet.

applikationer

PVC er et økonomisk og alsidigt materiale, der anvendes i byggeri, sundhedspleje, elektronik, biler, rør, belægninger, blodposer, plastprober, kabelisolering mv..

Den bruges i flere aspekter af konstruktion på grund af dets styrke, modstandsdygtighed mod oxidation, fugt og slid. PVC er ideel til beklædning, til rammen af ​​vinduer, lofter og hegn.

Det har været specielt anvendeligt i rørkonstruktionen, da dette materiale ikke oplever korrosion, og dets brudhastighed er kun 1% af det, der præsenteres af smeltede metalsystemer..

Det understøtter ændringer i temperatur og fugtighed, der kan bruges i ledningerne, der udgør dets belægning.

PVC anvendes i emballagen af ​​forskellige produkter, såsom drager, kapsler og andre elementer til medicinsk brug. Blodbankposer er også konstrueret med en gennemsigtig PVC.

Fordi PVC er overkommelig, holdbar og vandtæt, er den ideel til regnfrakker, støvler og badeværelse gardiner.

referencer

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinylchlorid. Hentet den 1. maj 2018, fra: en.wikipedia.org
  2. Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylchlorid. Hentet den 1. maj 2018, fra: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. PVC historie. Hentet den 1. maj 2018, fra: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. PVCs fysiske egenskaber. Hentet den 1. maj 2018, fra: pvc.org
  5. British Plastics Federation. (2018). Polyvinylchlorid PVC. Hentet den 1. maj 2018, fra: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinylchlorid (PVC) egenskaber. [PDF]. Hentet den 1. maj 2018, fra: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylchlorid Hentet den 1. maj 2018, fra: chemicalsafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Plastrør [Figur]. Hentet den 1. maj 2018, fra: commons.wikimedia.org