Polyvinylklorid Historie, kjemisk struktur, egenskaper og anvendelser



den polyvinylklorid Det er en polymer der industriell bruk begynte å utvikle seg i begynnelsen av 1900-tallet, blant annet på grunn av lave kostnader, holdbarhet, motstand og termisk og elektrisk isolasjonskapasitet blant annet. Dette har gjort det mulig å forskyve metaller i mange applikasjoner og bruk.

Som navnet antyder, består det av gjentagelse av mange vinylkloridmonomerer som danner en polymerkjede. Både kloratomene og vinylen 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 av forskjellige former og størrelser. PVC er motstandsdyktig mot korrosjon grunnet oksidasjon. Derfor er det ingen risiko i miljøet.

Som et negativt punkt kan PVC-holdbarheten være årsaken til et problem, fordi akkumuleringen av avfallet kan være en bidragsyter til miljøforurensningen som har påvirket planeten i flere år..

index

  • 1 Historie av polyvinylklorid (PVC)
  • 2 Kjemisk struktur
  • 3 Egenskaper
    • 3.1 Evne til å forsinke ild
    • 3.2 Holdbarhet
    • 3.3 Mekanisk stabilitet
    • 3.4 Behandling og støpbarhet
    • 3.5 Motstand mot kjemikalier og oljer
  • 4 Egenskaper
    • 4,1 tetthet
    • 4.2 Smeltepunkt
    • 4.3 Prosent av vannabsorpsjon
  • 5 bruksområder
  • 6 Referanser

Historien om polyvinylklorid (PVC)

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

I begynnelsen av 1900-tallet forsøkte russisk forsker Ivan Ostromislansky og tysk forsker Frank Klatte, av det tyske kjemiske selskapet Griesheim-Elektron, å finne kommersielle anvendelser for polyvinylklorid. De endte opp med å bli frustrert, fordi noen ganger var polymeren stiv og andre ganger var den skjøre.

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

Fremstillingen av polymeren intensiverte under andre verdenskrig, siden den ble brukt i belegget av kretsskipene.

Kjemisk struktur

Den polymere kjeden av polyvinylklorid er illustrert i det øvre bildet. De svarte kulene samsvarer med karbonatomer, de hvite kuler samsvarer med hydrogenatomene og de grønne kulene samsvarer med kloratomene.

Fra dette perspektivet har kjeden to overflater: en av klor og en annen av hydrogen. Dens tredimensjonale arrangement er lettest visualisert fra vinylkloridmonomeren, og måten det danner bindinger med andre monomerer til å lage kjeden:

Her er en streng bestående av n enheter, som er vedlagt i parentes. Cl-atomet peker ut av flyet (svart kile), selv om det også kan peke bak det, sett med grønne sfærer. H-atomer er orientert nedover, og på samme måte kan det kontrolleres med polymerstrukturen.

Selv om kjeden bare har enkle koblinger, kan disse ikke rotere fritt på grunn av den steriske (romlige) hindringen av Cl-atomer.. 

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

egenskaper

Evne til å forsinke ild

Denne egenskapen skyldes tilstedeværelsen av klor. Tenntemperaturen på PVC er 455 ° C, så risikoen for brenning og start av brann er lav.

I tillegg er varmen som slippes ut av PVC når den brenner, mindre når den produseres av polystyren og polyetylen, to av de mest brukte plastmaterialene.

holdbarhet

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

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

Undersøkelsen av PVC-rør begravet i 35 år, utført av Japan PVC Pipe & Fitting Association, viste ingen forringelse av disse. Selv dens styrke er sammenlignbar med de nye PVC-rørene.

Mekanisk stabilitet

PVC er et kjemisk stabilt materiale som viser få endringer i dens molekylære struktur og dens mekaniske motstand.

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

Behandling og støpbarhet

Behandlingen av et termoplastisk materiale avhenger av dets viskositet når den smeltes eller smelter. Under denne tilstanden er viskositeten av PVC høy, dens oppførsel er liten avhengig av temperatur og stabil. Av denne grunn kan PVC produsere produkter av stor størrelse og variable former.

Motstand mot kjemikalier og oljer

PVC er motstandsdyktig mot syrer, alkalier og nesten alle uorganiske forbindelser. PVC deformerer eller oppløses i aromatiske hydrokarboner, ketoner og cykliske etere, men er motstandsdyktig mot andre organiske løsningsmidler som alifatiske hydrokarboner og halogenerte hydrokarboner. Dessuten er dets motstand mot oljer og fett bra.

egenskaper

tetthet

1,38 g / cm3

Smeltepunkt

Mellom 100 ºC og 260 ºC.

Prosentandel av vannabsorpsjon

0% på 24 timer

På grunn av sin kjemiske sammensetning kan PVC blande seg med sammensatte tall under fremstillingen.

Ved å variere myknere og additiver som benyttes i dette trinnet, kan forskjellige typer PVC bli oppnådd med en rekke egenskaper, for eksempel fleksibilitet, elastisitet, motstand mot påvirkning og forebygging av bakteriell vekst blant andre..

søknader

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

Den brukes i flere aspekter av konstruksjon på grunn av dens styrke, motstand mot oksidasjon, fuktighet og slitasje. PVC er ideell for kledning, for rammen av vinduer, tak og gjerder.

Det har vært spesielt egnet for konstruksjon av rør, da dette materialet ikke opplever korrosjon, og bruddgraden er bare 1% av det som presenteres av smeltede metallsystemer..

Den støtter endringer i temperatur og fuktighet, og kan brukes i ledningen som utgjør belegget.

PVC brukes i emballasje av forskjellige produkter, for eksempel drageer, kapsler og andre elementer til medisinsk bruk. Dessuten er blodbanksekker konstruert med en gjennomsiktig PVC.

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

referanser

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinylklorid. Hentet 1. mai 2018, fra: en.wikipedia.org
  2. Editors of 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: chemicalsafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Plastrør [Figur]. Hentet 1. mai 2018, fra: commons.wikimedia.org