Поливинилхлорид История, химична структура, свойства и приложения



на поливинилхлорид Това е полимер, чиято промишлена употреба започва да се развива в началото на 20-ти век, наред с други аспекти, поради ниската си цена, издръжливостта, устойчивостта и топлинния и електрически изолационен капацитет. Това му позволи да измести металите в множество приложения и употреба.

Както подсказва името му, той се състои от повторение на много винилхлоридни мономери, образуващи полимерна верига. Както хлорните атоми, така и винилът се повтарят n пъти в полимера, така че може да се нарече поливинилхлорид (поливинилхлорид, PVC, на английски).

В допълнение, той е съставно съединение, така че може да се използва за изграждане на многобройни парчета от различни форми и размери. PVC е устойчив на корозия, дължаща се главно на окисление. Следователно няма риск от излагане на въздействието му върху околната среда.

Като отрицателна точка трайността на PVC може да бъде причина за проблем, тъй като натрупването на неговите отпадъци може да допринесе за замърсяването на околната среда, което е засегнало планетата в продължение на няколко години..

индекс

  • 1 История на поливинилхлорида (PVC)
  • 2 Химическа структура
  • 3 Свойства
    • 3.1 Способност за забавяне на пожара
    • 3.2 Устойчивост
    • 3.3 Механична стабилност
    • 3.4 Обработка и формоване
    • 3.5 Устойчивост на химикали и масла
  • 4 Свойства
    • 4.1 Плътност
    • 4.2 Точка на топене
    • 4.3 Процент на абсорбция на вода
  • 5 Използване
  • 6 Препратки

История на поливинилхлорида (PVC)

През 1838 г. френският физик и химик Хенри Рено открива поливинилхлорид. По-късно немският учен Еуген Бауман (1872) излага бутилка с винилхлорид на слънчева светлина и наблюдава появата на твърд бял материал: той е поливинилхлорид..

В началото на 20-ти век руският учен Иван Остромислански и немският учен Франк Клат от германската химическа компания Griesheim-Elektron се опитаха да намерят търговски приложения за поливинилхлорид. В крайна сметка те бяха разочаровани, защото понякога полимерът беше твърд и в други случаи беше крехък.

През 1926 г. Уолдо Семон, учен, който е работил за фирма Б. Ф. Гудрич в Акрон, щата Охайо, създава гъвкава пластмаса, водоустойчива, огнеустойчива и способна да се свързва с метал. Това беше целта, която компанията искаше и представляваше първата промишлена употреба на поливинилхлорид.

Производството на полимер се засилва по време на Втората световна война, тъй като се използва за покриване на кабелите на военните кораби.

Химическа структура

Полимерната верига на поливинилхлорида е илюстрирана в горното изображение. Черните сфери отговарят на въглеродните атоми, белите сфери съответстват на водородните атоми и зелените сфери отговарят на хлорните атоми..

От тази гледна точка веригата има две повърхности: хлор и друг водород. Неговото триизмерно устройство е най-лесно визуализирано от винилхлоридния мономер и от начина, по който образува връзки с други мономери, за да се създаде веригата:

Тук низът се състои от n единици, които са затворени в скоби. Cl-атомът излиза от равнината (черен клин), въпреки че може да посочи и зад него, както се вижда със зелените сфери. H-атомите са ориентирани надолу и по същия начин могат да бъдат проверени с полимерната структура.

Въпреки че веригата има само прости връзки, те не могат да се въртят свободно, поради пространственото (пространствено) възпрепятстване на Cl-атомите.. 

Защо? Защото те са много обемисти и нямат достатъчно пространство, за да се въртят в други посоки. Ако го направиха, щяха да "ударят" със съседните Н-атоми.

свойства

Способност за забавяне на огъня

Това свойство се дължи на наличието на хлор. Температурата на запалване на PVC е 455 ° C, така че рискът от изгаряне и започване на пожар е нисък.

Освен това, топлината, отделяна от PVC при горене, е по-малка, когато се произвежда от полистирен и полиетилен, два от най-използваните пластмасови материали.

трайност

При нормални условия факторът, който най-силно влияе върху дълготрайността на продукта, е неговата устойчивост на окисление.

PVC има хлорни атоми, свързани с въглерода в неговите вериги, което го прави по-устойчив на окисление, отколкото пластмасите, които имат само въглеродни и водородни атоми в тяхната структура..

Проучването на PVC тръби, погребани в продължение на 35 години, проведено от Японската асоциация на PVC тръби и монтаж, не показва влошаване на състоянието им. Дори силата му е сравнима с новите PVC тръби.

Механична стабилност

PVC е химически стабилен материал, който показва малко промени в молекулярната структура и механичната си устойчивост.

Това е вискозно-еластичен материал с дълга верига, податлив на деформация чрез непрекъснато прилагане на външна сила. Неговата деформация обаче е ниска, тъй като представлява ограничение в молекулярната му мобилност.

Обработка и формоване

Обработката на термопластичен материал зависи от неговия вискозитет, когато се разтопи или разтопи. При това условие, вискозитетът на PVC е висок, поведението му е малко зависимо от температурата и е стабилно. Поради тази причина, с PVC може да произвежда продукти с големи и променливи форми.

Устойчивост на химикали и масла

PVC е устойчив на киселини, основи и почти всички неорганични съединения. PVC се деформира или разтваря в ароматни въглеводороди, кетони и циклични етери, но е устойчив на други органични разтворители като алифатни въглеводороди и халогенирани въглеводороди. Също така, неговата устойчивост на масла и мазнини е добра.

свойства

плътност

1.38 g / cm3

Точка на топене

Между 100 ºC и 260 ºC.

Процент на абсорбция на вода

0% за 24 часа

Поради химическия си състав, PVC е в състояние да се смесва със съставните вещества по време на производството.

След това, чрез промяна на пластификаторите и добавките, използвани в този етап, могат да се получат различни видове PVC с редица свойства, като гъвкавост, еластичност, устойчивост на въздействия и предотвратяване на бактериалния растеж, наред с други..

приложения

PVC е икономичен и многофункционален материал, който се използва в строителството, здравеопазването, електрониката, автомобилите, тръбите, покритията, торбите за кръв, пластмасовите сонди, кабелната изолация и др..

Използва се в множество аспекти на конструкцията поради своята здравина, устойчивост на окисление, влага и абразия. PVC е идеален за облицовка, за рамката на прозорци, тавани и огради.

Особено полезна е при конструирането на тръби, тъй като този материал не изпитва корозия, а скоростта на разкъсване е само 1% от тази на стопените метални системи..

Той поддържа промените в температурата и влажността, като може да се използва в кабелите, съставляващи неговото покритие.

PVC се използва за опаковане на различни продукти, като дражета, капсули и други елементи за медицинска употреба. Също така, торбичките за кръвни банки са конструирани с прозрачен PVC.

Тъй като PVC е достъпен, устойчив и водоустойчив, той е идеален за дъждобрани, ботуши и завеси за баня.

препратки

  1. Wikipedia. (2018). Поливинилхлорид. Възстановен на 1 май 2018 г. от: en.wikipedia.org
  2. Редакторите на Encyclopaedia Britannica. (2018). Поливинилхлорид. Възстановен на 1 май 2018 г. от: britannica.com
  3. Ариен Севенстър. Историята на PVC. Възстановен на 1 май 2018 г. от: pvc.org
  4. Ариен Севенстър. Физически свойства на PVC. Възстановен на 1 май 2018 г. от: pvc.org
  5. Британската федерация по пластмаси. (2018). PVC поливинилхлорид. Възстановен на 1 май 2018 г. от: bpf.co.uk
  6. Поливинилхлорид (PVC) свойства. [PDF]. Възстановен на 1 май 2018 г. от: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Поливинилхлорид Възстановен на 1 май 2018 г. от: chemicalsafetyfacts.org
  8. Пол Гойет (2018). Пластмасови тръби [Фигура]. Възстановен на 1 май 2018 г. от: commons.wikimedia.org