Polyvinylchlorid História, chemická štruktúra, vlastnosti a použitie



polyvinylchlorid Je to polymér, ktorého priemyselné využitie sa začalo vyvíjať začiatkom 20. storočia, okrem iného aj kvôli jeho nízkym nákladom, trvanlivosti, odolnosti a tepelnej a elektrickej izolačnej schopnosti. To mu umožnilo vytlačiť kovy v mnohých aplikáciách a použití.

Ako už názov napovedá, pozostáva z opakovania mnohých monomérov vinylchloridu, ktoré tvoria polymérny reťazec. Atómy chlóru aj vinylu sa v polyméri opakujú n-krát, takže sa môže nazývať aj polyvinylchlorid (polyvinylchlorid, PVC, v angličtine).

Okrem toho sa jedná o tvarovateľnú zmes, takže ju možno použiť na stavbu mnohých kusov rôznych tvarov a veľkostí. PVC je odolné voči korózii hlavne oxidáciou. Preto nie je riziko vystavenia sa prostrediu.

Negatívom je, že životnosť PVC môže byť príčinou problému, pretože akumulácia jeho odpadu môže prispieť k znečisťovaniu životného prostredia, ktoré zasiahlo planétu niekoľko rokov..

index

  • 1 História polyvinylchloridu (PVC)
  • 2 Chemická štruktúra
  • 3 Vlastnosti
    • 3.1 Schopnosť spomaliť požiar
    • 3.2 Trvanlivosť
    • 3.3 Mechanická stabilita
    • 3.4 Spracovanie a tvarovateľnosť
    • 3.5 Odolnosť voči chemikáliám a olejom
  • 4 Vlastnosti
    • 4.1 Hustota
    • 4.2 Teplota topenia
    • 4.3 Percento absorpcie vody
  • 5 Použitie
  • 6 Referencie

História polyvinylchloridu (PVC)

V roku 1838 francúzsky fyzik a chemik Henry V. Regnault objavil polyvinylchlorid. Neskôr nemecký vedec Eugen Baumann (1872) vystavil slnečnému žiareniu fľašu s vinylchloridom a pozoroval vzhľad pevného bieleho materiálu: bol to polyvinylchlorid.

Na začiatku 20. storočia sa ruský vedec Ivan Ostromislansky a nemecký vedec Frank Klatte z nemeckej Chemical Company Griesheim-Elektron snažili nájsť komerčné využitie polyvinylchloridu. Skončili frustrovaní, pretože niekedy bol polymér tuhý a inokedy bol krehký.

V roku 1926 Waldo Semon, vedec, ktorý pracoval pre spoločnosť B. F. Goodrich v Akrone v Ohiu, vytvoril pružný plast, vodotesný, ohňovzdorný a schopný viazať sa na kov. To bol cieľ, ktorý spoločnosť hľadala a predstavoval prvé priemyselné použitie polyvinylchloridu.

Výroba polyméru sa počas druhej svetovej vojny zintenzívnila, pretože sa použila na povlakovanie vojenských lodí.

Chemická štruktúra

Polymérny reťazec polyvinylchloridu je znázornený na hornom obrázku. Čierne guľôčky zodpovedajú atómom uhlíka, biele guľôčky zodpovedajú atómom vodíka a zelené guľôčky zodpovedajú atómom chlóru..

Z tohto hľadiska má reťaz dva povrchy: jeden z chlóru a druhý z vodíka. Jeho trojrozmerné usporiadanie je najjednoduchšie vizualizované z monoméru vinylchloridu a spôsobu, akým vytvára väzby s inými monomérmi na vytvorenie reťazca:

Tu sa reťazec skladá z n jednotiek, ktoré sú uzavreté v zátvorkách. Atóm Cl ukazuje z roviny (čierny klin), aj keď to môže tiež ukazovať za ním, ako je vidieť so zelenými guľami. Atómy H sú orientované smerom dole a rovnakým spôsobom môžu byť kontrolované polymérnou štruktúrou.

Hoci reťazec má len jednoduché väzby, tieto sa nemôžu voľne otáčať kvôli stérickej (priestorovej) prekážke atómov Cl.. 

Prečo? Pretože sú veľmi objemné a nemajú dostatok miesta na otáčanie v iných smeroch. Ak by tak urobili, "zasiahli" susednými atómami H.

vlastnosti

Schopnosť spomaliť oheň

Táto vlastnosť je spôsobená prítomnosťou chlóru. Teplota vznietenia PVC je 455 ° C, takže riziko horenia a spustenia ohňa je nízke.

Okrem toho, teplo uvoľnené PVC pri horení je menšie, keď sa vyrába z polystyrénu a polyetylénu, z dvoch najpoužívanejších plastových materiálov..

trvanlivosť

Za normálnych podmienok faktor, ktorý najviac ovplyvňuje životnosť výrobku, je jeho odolnosť voči oxidácii.

PVC má atómy chlóru viazané na uhlík vo svojich reťazcoch, čo z neho robí odolnejší voči oxidácii ako plasty, ktoré majú vo svojej štruktúre len atómy uhlíka a vodíka..

Vyšetrenie PVC rúrok, ktoré boli zakopané 35 rokov a ktoré vykonalo združenie Japan PVC Pipe & Fitting Association, neukázalo žiadne zhoršenie týchto vlastností. Aj jeho pevnosť je porovnateľná s novými PVC rúrami.

Mechanická stabilita

PVC je chemicky stabilný materiál, ktorý vykazuje niekoľko zmien v molekulárnej štruktúre a mechanickej odolnosti.

Ide o viskoelastický materiál s dlhým reťazcom, ktorý je náchylný na deformáciu nepretržitou aplikáciou vonkajšej sily. Jeho deformácia je však nízka, pretože predstavuje obmedzenie v molekulárnej mobilite.

Spracovanie a tvarovateľnosť

Spracovanie termoplastického materiálu závisí od jeho viskozity, keď sa roztaví alebo roztaví. Za týchto podmienok je viskozita PVC vysoká, jej správanie je málo závislé od teploty a je stabilné. Z tohto dôvodu, s PVC môže vyrábať výrobky veľkých rozmerov a variabilných tvarov.

Odolnosť voči chemikáliám a olejom

PVC je odolné voči kyselinám, zásadám a takmer všetkým anorganickým zlúčeninám. PVC sa deformuje alebo rozpúšťa na aromatické uhľovodíky, ketóny a cyklické étery, ale je odolný voči iným organickým rozpúšťadlám, ako sú alifatické uhľovodíky a halogénované uhľovodíky. Aj jeho odolnosť voči olejom a tukom je dobrá.

vlastnosti

hustota

1,38 g / cm3

Teplota topenia

Medzi 100 ºC a 260 ºC.

Percento absorpcie vody

0% za 24 hodín

Vďaka svojmu chemickému zloženiu je PVC schopné počas výroby miešať so zloženými číslami.

Potom sa zmenou zmäkčovadiel a prísad použitých v tomto stupni môžu získať rôzne typy PVC s radom vlastností, ako je napríklad flexibilita, elasticita, odolnosť voči nárazom a zabránenie rastu baktérií..

aplikácie

PVC je ekonomický a všestranný materiál, ktorý sa používa v stavebníctve, zdravotníctve, elektronike, automobiloch, rúrkach, náteroch, krvných vakoch, plastových sondách, izolácii káblov atď..

Používa sa vo viacerých aspektoch konštrukcie vďaka svojej pevnosti, odolnosti voči oxidácii, vlhkosti a oderu. PVC je ideálny pre obklady, pre rám okien, stropov a plotov.

Osobitne sa využil pri konštrukcii rúrok, pretože tento materiál nevykazuje koróziu a jeho rýchlosť roztrhnutia je iba 1% z toho, ktorý vykazujú systémy roztavených kovov..

Podporuje zmeny teploty a vlhkosti, ktoré je možné použiť v elektroinštalácii, ktorá tvorí jeho povlak.

PVC sa používa v balení rôznych výrobkov, ako sú dražé, kapsuly a iné prvky na lekárske použitie. Vrecká na krvné banky sú tiež skonštruované z priehľadného PVC.

Vzhľadom k tomu, PVC je cenovo dostupný, odolný a odolný voči vode, je ideálny pre plášte, topánky a záclony do kúpeľne.

referencie

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinylchlorid. Získané dňa 1. mája 2018, z: en.wikipedia.org
  2. Redakcia Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylchlorid. Získané dňa 1. mája 2018, z: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. História PVC. Získané 1. mája 2018, z: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. Fyzikálne vlastnosti PVC. Získané 1. mája 2018, z: pvc.org
  5. Britská federácia plastov. (2018). PVC PVC. Získané dňa 1. mája 2018, z: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Vlastnosti polyvinylchloridu (PVC). [PDF]. Získané 1. mája 2018, z: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylchlorid Získané 1. mája 2018, z: chemicalafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Plastové hadičky [Obrázok]. Získané 1. mája 2018, z: commons.wikimedia.org