POLYVINYLCHLORID: HISTORIE, STRUKTUR, EGENSKABER OG ANVENDELSER - KEMI - 2025

Den Polyvinylchlorid er en polymer, hvis industriel anvendelse begyndte at udvikle sig i den begyndelsen af det tyvende århundrede, blandt andet som følge af sin lave pris, holdbarhed, modstand og dens termiske og elektrisk isolering, blandt andre årsager. Dette har gjort det muligt for den at fortrænge metaller i adskillige anvendelser og anvendelse.

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

Derudover er det en formbar forbindelse, så det kan bruges til at opbygge adskillige stykker af forskellige former og størrelser. PVC er resistent over for korrosion hovedsageligt på grund af oxidation. Derfor er der ingen risiko i dets eksponering for miljøet.

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

Historie om polyvinylchlorid (PVC)

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

I begyndelsen af ​​det 20. århundrede forsøgte den russiske videnskabsmand Ivan Ostromislansky og den tyske videnskabsmand Frank Klatte fra det tyske kemiske selskab Griesheim-Elektron at finde kommercielle anvendelser til polyvinylchlorid. De endte frustrerede, fordi polymeren undertiden var stiv, og andre gange var den sprød.

I 1926 lykkedes det Waldo Semon, en videnskabsmand, der arbejder for BF Goodrich Company i Akron, Ohio, at skabe en fleksibel, vandtæt, brandbestandig plast, der er i stand til at binde til metal. Dette var det mål, virksomheden søgte, og det var den første industrielle anvendelse af polyvinylchlorid.

Fremstillingen af ​​polymeren blev intensiveret under 2. verdenskrig, da den blev brugt til belægning af ledninger af krigsskibe.

Kemisk struktur

Det øverste billede illustrerer polyvinylchloridets polymerkæde. De sorte kugler svarer til carbonatomerne, de hvide med hydrogenatomerne og de grønne kloratomer.

Fra dette perspektiv har kæden to overflader: en af ​​chlor og en af ​​brint. Dets tredimensionelle arrangement visualiseres letst fra vinylchloridmonomeren, og den måde, den danner bindinger til andre monomerer for at skabe kæden:

Her består en streng af n enheder, der er lukket i parenteser. Cl-atomet peger ud af planet (sort kil), skønt det også kan pege bag det, som det ses med de grønne kugler. H-atomerne er orienteret nedad og kan ses på samme måde med polymerstrukturen.

Selvom kæden kun har enkeltbindinger, kan de ikke rotere frit på grund af den steriske (rumlige) hindring af Cl-atomerne.

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

Ejendomme

Evne til at retardere ild

Denne egenskab skyldes tilstedeværelsen af ​​klor. Antændelsestemperaturen på PVC er 455 ° C, så risikoen for forbrænding og start af en brand er lav.

Derudover er den varme, der frigøres af PVC ved afbrænding, mindre, da den produceres af polystyren og polyethylen, to af de mest anvendte plastmaterialer.

Holdbarhed

Under normale forhold er den faktor, der mest påvirker et produkts holdbarhed, dets modstand mod oxidation.

PVC har kloratomer bundet til kulhydraterne i sine kæder, hvilket gør det mere modstandsdygtigt over for oxidation end plast, der kun har kulstof og brintatomer i deres struktur.

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

Mekanisk stabilitet

PVC er et kemisk stabilt materiale, der viser lidt ændring i dets molekylstruktur og mekaniske styrke.

Det er et langkædet viskoelastisk materiale, der er modtageligt for deformation ved kontinuerlig anvendelse af en ekstern kraft. Imidlertid er dens deformation lav, da det 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 PVC's viskositet høj, idet dens opførsel er lidt afhængig af temperaturen, og den er stabil. Af denne grund kan PVC bruges til at fremstille store produkter og forskellige former.

Kemisk og oliebestandighed

PVC er resistent 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. Desuden er dens modstand mod olier og fedtstoffer god.

Ejendomme

Massefylde

1,38 g / cm ³

Smeltepunkt

Mellem 100ºC og 260ºC.

Procentdel af vandabsorption

0% på 24 timer

På grund af dets kemiske sammensætning er PVC i stand til at blandes med sammensatte numre under fremstillingen.

Derefter kan man ved at variere blødgørere og additiver, der anvendes i dette trin, få forskellige typer PVC med en række egenskaber, såsom fleksibilitet, elasticitet, modstand mod påvirkninger og forebyggelse af bakterievækst blandt andre.

Applikationer

PVC er et billigt og alsidigt materiale, der bruges i konstruktion, sundhedsvæsen, elektronik, biler, rør, overtræk, blodposer, plastprober, kabelisolering osv.

Det bruges i mange konstruktionsaspekter på grund af dets styrke, modstand mod oxidation, fugtighed og slid. PVC er ideel til beklædning, til vinduesrammer, tag og hegn.

Det har været særligt nyttigt ved konstruktion af rør, da dette materiale ikke gennemgår korrosion, og dets brudhastighed kun er 1% af det for smeltede metallsystemer.

Tåler ændringer i temperatur og fugtighed og kan bruges i ledninger, der udgør dens belægning.

PVC bruges til emballering af forskellige produkter, såsom drageer, kapsler og andre genstande til medicinsk brug. Også blodbankposer er lavet af gennemsigtig PVC.

Da PVC er overkommelig, holdbart og vandtæt, er det ideelt til regnfrakker, støvler og brusegardiner.

Referencer

1. Wikipedia. (2018). Polyvinylchlorid. Hentet den 1. maj 2018 fra: en.wikipedia.org
2. Redaktørerne af Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylchlorid. Hentet den 1. maj 2018 fra: britannica.com
3. Arjen Sevenster. PVC's historie. Hentet den 1. maj 2018 fra: pvc.org
4. Arjen Sevenster. PVC's 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.. Hentet den 1. maj 2018 fra: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylchlorid. Hentet den 1. maj 2018 fra: chemicalafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Plastslange.. Hentet den 1. maj 2018 fra: commons.wikimedia.org