Polyvinylkloridhistorie, struktur, egenskaper og bruksområder

3823
Charles McCarthy
Polyvinylkloridhistorie, struktur, egenskaper og bruksområder

De polyvinylklorid Det er en polymer hvis industrielle bruk begynte å utvikle seg på begynnelsen av 1900-tallet, blant annet på grunn av lave kostnader, holdbarhet, motstand og varme- og elektrisk isolasjonskapasitet, blant andre grunner. Dette har gjort det mulig å fortrenge metaller i mange bruksområder og bruk..

Som navnet antyder, består den av gjentakelse av mange vinylkloridmonomerer, som danner en polymerkjede. Både klor- og vinylatomer gjentas n ganger i polymeren, så det kan også kalles polyvinylklorid (polyvinylklorid, PVC, på engelsk).

I tillegg er det en formbar forbindelse, så den kan brukes til å bygge mange stykker i forskjellige former og størrelser. PVC er korrosjonsbestandig, hovedsakelig på grunn av oksidasjon. Derfor er det ingen risiko i eksponeringen for miljøet..

Som et negativt punkt kan holdbarheten til PVC være årsaken til et problem fordi akkumuleringen av avfallet kan være medvirkende til miljøforurensningen som har påvirket planeten så mye i flere år..

Artikkelindeks

  • 1 Historie av polyvinylklorid (PVC)
  • 2 Kjemisk struktur
  • 3 eiendommer
    • 3.1 Evne til å forsinke brann
    • 3.2 Holdbarhet
    • 3.3 Mekanisk stabilitet
    • 3.4 Behandling og formbarhet
    • 3.5 Kjemikalie- og oljemotstand
  • 4 eiendommer
    • 4.1 Tetthet
    • 4.2 Smeltepunkt
    • 4.3 Prosent av vannabsorpsjon
  • 5 bruksområder
  • 6 Referanser

Historie av polyvinylklorid (PVC)

I 1838 oppdaget den franske fysikeren og kjemikeren Henry V. Regnault polyvinylklorid. Senere eksponerte den tyske forskeren Eugen Baumann (1872) en flaske med vinylklorid for sollys og observerte utseendet til et fast hvitt materiale: det var polyvinylklorid.

På begynnelsen av 1900-tallet forsøkte den russiske forskeren Ivan Ostromislansky og den tyske forskeren Frank Klatte fra det tyske kjemiske selskapet Griesheim-Elektron å finne kommersielle applikasjoner for polyvinylklorid. De endte frustrerte, for noen ganger var polymeren stiv, og andre ganger var den sprø..

I 1926 lyktes Waldo Semon, en forsker som jobbet for B. F. Goodrich Company i Akron, Ohio, å skape en fleksibel, vanntett, brannsikker plast som kunne binde seg til metall. Dette var målet som selskapet ønsket og var den første industrielle bruken av polyvinylklorid..

Produksjonen av polymeren intensiverte under andre verdenskrig, siden den ble brukt i belegget for ledningene til krigsskip.

Kjemisk struktur

Det øvre bildet illustrerer polymerkjeden av polyvinylklorid. De svarte kulene tilsvarer karbonatomer, de hvite til hydrogenatomer og de grønne til kloratomer.

Fra dette perspektivet har kjeden to overflater: en av klor og en av hydrogen. Dens tredimensjonale arrangement er lettest å visualisere fra vinylkloridmonomeren, og måten den danner bindinger med andre monomerer for å skape kjeden:

Her består en streng av n enheter, som er lukket i parentes. Cl-atomet peker ut av flyet (svart kil), selv om det også kan peke bak det, sett med de grønne kulene. H-atomene er orientert nedover og kan sees på samme måte med polymerstrukturen.

Selv om kjeden bare har enkeltbindinger, kan disse ikke rotere fritt på grunn av den steriske (romlige) hindringen til Cl-atomene.. 

Hvorfor? Fordi de er veldig klumpete og ikke har nok plass til å rotere i andre retninger. Hvis de gjorde det, ville de "slå" med nærliggende H-atomer.

Eiendommer

Evne til å forsinke brann

Denne egenskapen skyldes tilstedeværelsen av klor. Tenningstemperaturen til PVC er 455 ºC, så risikoen for å brenne og starte en brann er lav.

I tillegg er varmen som frigjøres av PVC ved brenning, mindre da den produseres av polystyren og polyetylen, to av de mest brukte plastmaterialene..

Varighet

Under normale forhold er den faktor som mest påvirker holdbarheten til et produkt dets motstand mot oksidasjon..

PVC har kloratomer festet til karbonene i kjedene, noe som gjør det mer motstandsdyktig mot oksidasjon enn plast som bare har karbon- og hydrogenatomer i strukturen..

Undersøkelsen av PVC-rør begravet i 35 år, utført av Japan PVC Pipe & Fitting Association, viste ingen forverring av disse. Selv styrken er sammenlignbar med nye PVC-rør.

Mekanisk stabilitet

PVC er et kjemisk stabilt materiale som viser liten endring i molekylær struktur og mekanisk motstand..

Det er et langkjedet viskoelastisk materiale, utsatt for deformasjon ved kontinuerlig påføring av en ytre kraft. Imidlertid er dens deformasjon lav, siden den gir en begrensning i dens molekylære mobilitet..

Behandling og formbarhet

Behandlingen av et termoplastisk materiale avhenger av viskositeten når det er smeltet eller smeltet. Under denne tilstanden er viskositeten til PVC høy, dens oppførsel er lite avhengig av temperaturen og den er stabil. Av denne grunn kan PVC lage produkter av stor størrelse og varierende former..

Motstandsdyktig mot kjemikalier og olje

PVC er motstandsdyktig mot syrer, baser og nesten alle uorganiske forbindelser. PVC deformeres eller oppløses i aromatiske hydrokarboner, ketoner og sykliske etere, men er motstandsdyktig mot andre organiske løsningsmidler som alifatiske hydrokarboner og halogenerte hydrokarboner. Dessuten er dens motstand mot oljer og fett god.

Eiendommer

Tetthet

1,38 g / cm3

Smeltepunkt

Mellom 100 ºC og 260 ºC.

Andel vannabsorpsjon

0% på 24 timer

På grunn av sin kjemiske sammensetning er PVC i stand til å blande seg med sammensatte tall under fremstillingen..

Deretter, ved å variere myknere og tilsetningsstoffer som brukes i dette trinnet, kan forskjellige typer PVC oppnås med en rekke egenskaper, for eksempel fleksibilitet, elastisitet, motstand mot støt og forebygging av bakterievekst..

applikasjoner

PVC er et billig og allsidig materiale som brukes i konstruksjon, helsetjenester, elektronikk, biler, rør, belegg, blodposer, plastprober, kabelisolering, etc..

Den brukes i mange aspekter av konstruksjonen på grunn av sin styrke, motstand mot oksidasjon, fuktighet og slitasje. PVC er ideell for kledning, for vinduskarmer, tak og gjerder.

Det har vært spesielt nyttig i konstruksjonen av rør, siden dette materialet ikke gjennomgår korrosjon og dets bruddhastighet bare er 1% av smeltet metallsystemer..

Tåler endringer i temperatur og fuktighet, og kan brukes i ledningene som utgjør belegget.

PVC brukes i emballasjen til forskjellige produkter, som drageer, kapsler og andre gjenstander for medisinsk bruk. På samme måte er blodbankposer laget av gjennomsiktig PVC.

Fordi PVC er rimelig, holdbart og vanntett, er det ideelt for regnfrakker, støvler og dusjgardiner..

Referanser

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinylklorid. Hentet 1. mai 2018 fra: en.wikipedia.org
  2. Redaksjonen av Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylklorid. Hentet 1. mai 2018 fra: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. Historien om PVC. Hentet 1. mai 2018 fra: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. PVCs fysiske egenskaper. Hentet 1. mai 2018 fra: pvc.org
  5. British Plastics Federation. (2018). Polyvinylklorid PVC. Hentet 1. mai 2018 fra: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinylklorid (PVC) egenskaper. [PDF]. Hentet 1. mai 2018 fra: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylklorid. Hentet 1. mai 2018 fra: chemicalafetyfacts.org
  8. Paul Goyette. (2018). Plastrør. [Figur]. Hentet 1. mai 2018 fra: commons.wikimedia.org

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.