POLIVINILCHLORIDAS: ISTORIJA, STRUKTŪRA, SAVYBĖS IR PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Polivinilchloridas yra polimeras, kurio pramoninis naudojimas pradėjo kurti ne į XX amžiaus pradžioje, nes, be kita ko, savo mažos kainos, patvarumo, atsparumo ir tarp kitų priežasčių jo šilumos ir elektros izoliacija. Tai leido išstumti metalus daugelyje taikymo sričių.

Kaip rodo jo pavadinimas, jis susideda iš daugelio vinilo chlorido monomerų pasikartojimo, sudarydamas polimero grandinę. Tiek chloro, tiek vinilo atomai polimere pasikartoja n kartų, todėl jis taip pat gali būti vadinamas polivinilchloridu (PVC).

Be to, tai yra formuojamas junginys, todėl jį galima panaudoti daugybei skirtingų formų ir dydžių gabalų. PVC yra atsparus korozijai daugiausia dėl oksidacijos. Todėl jo poveikio aplinkai pavojus nekelia.

Neigiamas dalykas yra tai, kad PVC ilgaamžiškumas gali sukelti problemą, nes kaupiantis jo atliekoms kelerius metus planeta taip stipriai paveikė aplinkos taršą.

Polivinilchlorido (PVC) istorija

1838 m. Prancūzų fizikas ir chemikas Henris V. Regnaultas atrado polivinilchloridą. Vėliau vokiečių mokslininkas Eugenas Baumannas (1872 m.) Atidengė vinilo chlorido buteliuką saulės spinduliais ir stebėjo, kaip atrodo kieta balta medžiaga: tai buvo polivinilchloridas.

XX amžiaus pradžioje rusų mokslininkas Ivanas Ostromislanskis ir vokiečių chemijos kompanijos „Griesheim-Elektron“ mokslininkas Frankas Klatte'as bandė ieškoti komercinių polivinilchlorido naudojimo būdų. Jie baigėsi nusivylimu, nes kartais polimeras buvo standus, o kartais - trapus.

1926 m. Waldo Semonui, mokslininkui, dirbančiam „BF Goodrich Company“ Akrone, Ohajo valstijoje, pavyko sukurti lankstų, vandeniui atsparų, ugniai atsparų plastiką, galintį prisijungti prie metalo. Tai buvo tikslas, kurio siekė įmonė, ir tai buvo pirmasis pramoninis polivinilchlorido panaudojimas.

Polimero gamyba suaktyvėjo per Antrąjį pasaulinį karą, nes jis buvo naudojamas dedant karo laivų laidus.

Cheminė struktūra

Viršutinis paveikslėlis parodo polivinilchlorido polimerų grandinę. Juodos sferos atitinka anglies atomus, baltos - vandenilio atomus, o žalios - chloro atomus.

Žvelgiant iš šios perspektyvos, grandinė turi du paviršius: vieną iš chloro, kitą iš vandenilio. Trimatis jo išdėstymas lengviausiai pastebimas iš vinilo chlorido monomero ir to, kaip jis jungiasi su kitais monomerais sukurdamas grandinę:

Čia eilutė sudaryta iš n vienetų, kurie yra užklijuoti skliaustuose. Cl atomas nukreiptas iš plokštumos (juodas pleištas), nors jis taip pat gali nukreipti už jo, kaip matyti iš žaliųjų sferų. H atomai yra nukreipti žemyn ir gali būti matomi vienodai su polimero struktūra.

Nors grandinė turi tik pavienius ryšius, jie negali laisvai suktis dėl sterilinių (erdvinių) Cl atomų kliūčių.

Kodėl? Nes jie yra labai nepatogūs ir neturi pakankamai vietos suktis kitomis kryptimis. Jei jie tai padarytų, jie „pataikytų“ į kaimyninius H atomus.

Savybės

Gebėjimas atitolinti ugnį

Ši savybė atsiranda dėl chloro buvimo. PVC užsidegimo temperatūra yra 455 ° C, todėl rizika sudegti ir užsidegti yra nedidelė.

Be to, deginant PVC išsiskiria mažiau šilumos, nes ją gamina polistirenas ir polietilenas - dvi plačiausiai naudojamos plastikinės medžiagos.

Patvarumas

Normaliomis sąlygomis gaminio ilgaamžiškumui didžiausią įtaką turi veiksnys, atsparus oksidacijai.

PVC turi chloro atomus, prijungtus prie anglies atomų grandinėse, todėl jis yra atsparesnis oksidacijai nei plastikai, kurių struktūroje yra tik anglies ir vandenilio atomai.

Japonijos PVC vamzdžių ir jungiamųjų detalių asociacijos atliktas 35 metų palaidotų PVC vamzdžių tyrimas neparodė, kad jie pablogėjo. Net jo stiprumas yra palyginamas su naujais PVC vamzdžiais.

Mechaninis stabilumas

PVC yra chemiškai stabili medžiaga, kuri mažai keičia savo molekulinę struktūrą ir mechaninį stiprumą.

Tai ilgos grandinės viskoelastinė medžiaga, jautri deformacijai nuolat veikiant išorinei jėgai. Tačiau jo deformacija yra maža, nes tai riboja jo molekulinį mobilumą.

Apdorojimas ir formuojamumas

Termoplastinės medžiagos apdorojimas priklauso nuo jos klampumo, kai ji išlydoma ar ištirpsta. Esant tokioms sąlygoms, PVC klampumas yra didelis, jo elgesys mažai priklauso nuo temperatūros ir yra stabilus. Dėl šios priežasties PVC gali būti naudojamas didelių gaminių ir kintamos formos gaminiams gaminti.

Atsparumas chemikalams ir aliejui

PVC yra atsparus rūgštims, šarmams ir beveik visiems neorganiniams junginiams. PVC deformuojasi ar ištirpsta aromatiniuose angliavandeniliuose, ketonuose ir cikliniuose eteriuose, tačiau yra atsparus kitiems organiniams tirpikliams, tokiems kaip alifatiniai angliavandeniliai ir halogeninti angliavandeniliai. Taip pat geras jo atsparumas aliejams ir riebalams.

Savybės

Tankis

1,38 g / cm ³

Lydymosi temperatūra

Nuo 100ºC iki 260ºC.

Vandens sugerties procentas

0% per 24 valandas

Dėl savo cheminės sudėties PVC gamybos metu gali maišyti su sudėtiniais skaičiais.

Tuomet, keičiant plastifikatorius ir priedus, naudojamus šiame etape, galima gauti įvairių tipų PVC, pasižyminčius įvairiomis savybėmis, tokiomis kaip lankstumas, elastingumas, atsparumas smūgiams ir bakterijų augimo prevencija.

Programos

PVC yra nebrangi ir universali medžiaga, naudojama statybose, sveikatos priežiūros, elektronikos, automobiliuose, vamzdžiuose, dangose, kraujo maišeliuose, plastikiniuose zonduose, kabelių izoliacijoje ir kt.

Dėl tvirtumo, atsparumo oksidacijai, drėgmės ir dilimo jis naudojamas daugelyje konstrukcijos aspektų. PVC yra idealus apdailai, langų rėmams, stogams ir tvoroms.

Tai buvo ypač naudinga statant vamzdžius, nes ši medžiaga nėra korozija, o jos plyšimo greitis yra tik 1% lyginant su išlydytų metalų sistemomis.

Atlaiko temperatūros ir drėgmės pokyčius ir gali būti naudojamas laidų, sudarančių jo dangą.

PVC naudojamas įvairių produktų, tokių kaip draže, kapsulėse ir kituose medicinos reikmėse, pakuotėse. Taip pat kraujo bankų maišeliai yra iš skaidraus PVC.

Kadangi PVC yra prieinamas, tvirtas ir atsparus vandeniui, jis idealiai tinka lietpalčiams, batams ir dušo užuolaidoms.

Nuorodos

1. Vikipedija. (2018 m.). Polivinilchloridas. Gauta 2018 m. Gegužės 1 d. Iš: en.wikipedia.org
2. Enciklopedijos „Britannica“ redaktoriai. (2018 m.). Polivinilchloridas. Gauta 2018 m. Gegužės 1 d. Iš: britannica.com
3. Arjenas Sevensteris. PVC istorija. Gauta 2018 m. Gegužės 1 d. Iš: pvc.org
4. Arjenas Sevensteris. PVC fizinės savybės. Gauta 2018 m. Gegužės 1 d. Iš: pvc.org
5. Britanijos plastikų federacija. (2018 m.). Polivinilo chloridas PVC. Gauta 2018 m. Gegužės 1 d. Iš: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Polivinilchlorido (PVC) savybės. . Gauta 2018 m. Gegužės 1 d. Iš: ipolymer.com
7. „ChemicalSafetyFacts“. (2018 m.). Polivinilchloridas. Gauta 2018 m. Gegužės 1 d. Iš: chemicalsafetyfacts.org
8. Paulius Goyette. (2018 m.). Plastikiniai vamzdžiai. . Gauta 2018 m. Gegužės 1 d. Iš: commons.wikimedia.org