POLIVINIL-KLORID: ELŐZMÉNYEK, SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK ÉS FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

A polivinil-klorid olyan polimer, amelynek ipari felhasználása a huszadik század elején kezdte fejlődni, többek között alacsony költség, tartósság, ellenállás, hő- és elektromos szigetelés miatt. Ez lehetővé tette a fémek kiszorítását számos alkalmazásban és felhasználás során.

Ahogy a neve is jelzi, sok vinil-klorid-monomer ismétléséből áll, polimer láncot képezve. Mind a klór-, mind a vinilatom n-szer megismétli a polimert, tehát polivinil-kloridnak (PVC) is nevezhető.

Ezen felül ez egy formázható vegyület, így felhasználható számos darab, különböző alakú és méretű darab készítésére. A PVC ellenáll a korróziónak, elsősorban az oxidáció következtében. Ezért a környezetnek való kitettség nem jelent kockázatot.

Negatív pontként a PVC tartóssága okozhat problémát, mivel hulladékainak felhalmozódása hozzájárulhat a környezetszennyezéshez, amely évek óta sújtotta a bolygót.

A polivinil-klorid (PVC) története

1838-ban a francia fizikus és kémikus Henry V. Regnault felfedezte a polivinil-kloridot. Később, a német tudós, Eugen Baumann (1872) egy üveg vinil-kloridot napsugárzásnak tette ki, és megfigyelt egy szilárd fehér anyag megjelenését: ez polivinil-klorid.

A 20. század elején Ivan Ostromislansky orosz tudós és Frank Grlatheim-Elektron német kutató, Frank Klatte megkíséreltek kereskedelmi alkalmazásokat találni a polivinil-kloridra. Csalódott volt, mert a polimer néha merev volt, máskor pedig törékeny.

1926-ban Waldo Semonnak, az Ohioban, Akronban, a BF Goodrich Company-ban dolgozó tudósnak sikerült elkészíteni egy rugalmas, vízálló, tűzálló műanyagot, amely képes fémhez kötődni. Ezt a célt tűzte ki a cég, és ez volt a polivinil-klorid első ipari felhasználása.

A polimer gyártása a második világháború alatt fokozódott, mivel azt a hadihajók huzalozásának bevonására használták.

Kémiai szerkezet

A felső kép a polivinil-klorid polimer láncát szemlélteti. A fekete gömb a szénatomoknak felel meg, a fehér gömb a hidrogénatomoknak, a zöld gömb a klóratomnak felel meg.

Ebből a szempontból a láncnak két felülete van: az egyik klór és egy hidrogén. Háromdimenziós elrendezése a vinil-klorid-monomerből a legkönnyebben látható, és a lánc létrehozásának módjáról, amellyel kötődik más monomerekkel:

Itt egy karakterlánc n egységből áll, amelyek zárójelbe vannak zárva. A Cl atom a síkból mutat (fekete ék), bár mögötte is mutathat, ahogy a zöld gömbök látják. A H-atomok lefelé vannak orientálva, és a polimer szerkezetével azonos módon láthatók.

Bár a láncon csak egyszeres kötések vannak, nem mozoghatnak szabadon a Cl-atomok sztereikus (térbeli) akadálya miatt.

Miért? Mivel nagyon terjedelmesek és nincs elég helyük, hogy más irányba forogjanak. Ha megtennék, akkor "eltalálnák" a szomszédos H atomokat.

Tulajdonságok

A tűz késleltetésének képessége

Ez a tulajdonság a klór jelenlétének köszönhető. A PVC gyulladási hőmérséklete 455 ° C, tehát az égés és a tűz kialakulásának kockázata alacsony.

Ezenkívül az égés során a PVC által kibocsátott hő kevesebb, mivel a polisztirol és a polietilén, a két legszélesebb körben alkalmazott műanyag.

Tartósság

Normál körülmények között a termék tartósságát leginkább befolyásolja az oxidációval szembeni ellenálló képesség.

A PVC klóratomjai kapcsolódnak a szénhez a láncokban, ami ellenállóbbá teszi az oxidációt, mint azok a műanyagok, amelyek szerkezetében csak szén- és hidrogénatomok vannak.

A 35 évre eltemetett PVC csöveknek a Japán PVC Csövek és Szerelvények Szövetsége által végzett vizsgálata nem mutatott romlást ezekben. Még az ereje is összehasonlítható az új PVC csövekkel.

Mechanikai stabilitás

A PVC kémiailag stabil anyag, amelynek molekuláris szerkezete és mechanikai szilárdsága kevés változást mutat.

Ez egy hosszú láncú viszkoelasztikus anyag, amely hajlamos a deformációra egy külső erő folyamatos alkalmazásával. Deformációja azonban alacsony, mivel korlátozza a molekuláris mobilitását.

Feldolgozás és formázhatóság

A hőre lágyuló anyag feldolgozása annak viszkozitásától függ, ha megolvad vagy megolvad. Ilyen körülmények között a PVC viszkozitása magas, viselkedése alig függ a hőmérséklettől és stabil. Ezért a PVC felhasználható nagyméretű termékek és változó formák előállítására.

Kémiai és olajállóság

A PVC ellenálló a savakkal, lúgokkal és szinte minden szervetlen vegyülettel. A PVC deformálódik vagy feloldódik aromás szénhidrogénekben, ketonokban és gyűrűs éterekben, de ellenáll más szerves oldószerekkel, például alifás szénhidrogénekkel és halogénezett szénhidrogénekkel. Ezenkívül az olajokkal és zsírokkal szembeni ellenállása is jó.

Tulajdonságok

Sűrűség

1,38 g / cm ³

Olvadáspont

100 ° C és 260 ° C között.

A víz abszorpciójának százaléka

0% 24 órán belül

Kémiai összetételének köszönhetően a PVC gyártás közben képes keverni a kompozit számokkal.

Ezután az ebben a szakaszban alkalmazott lágyítók és adalékanyagok változtatásával különféle típusú PVC-k nyerhetők, számos tulajdonsággal, mint például rugalmasság, rugalmasság, ütésállóság és többek között a baktériumok szaporodásának megelőzése.

Alkalmazások

A PVC egy olcsó és sokoldalú anyag, amelyet építőiparban, egészségügyben, elektronikában, autókban, csövekben, bevonatokban, vérzsákokban, műanyag szondákban, kábelszigetelésben stb. Használnak.

Erõsségének, oxidációs ellenálló képességének, nedvességnek és kopásnak köszönhetõen az építés sok szempontjában használják. A PVC ideális burkoláshoz, ablakkeretekhez, tetőkhöz és kerítésekhez.

Különösen hasznos a csövek gyártásában, mivel ez az anyag nem esik át korrózióval, és a repedés mértéke csak az olvadt fém rendszerek 1% -ának felel meg.

Ellenáll a hőmérséklet és a páratartalom változásainak, és felhasználható a bevonatot alkotó vezetékekben.

A PVC-t különféle termékek, például drazsék, kapszulák és egyéb, orvosi felhasználásra szánt termékek csomagolására használják. A vérbank táskák átlátszó PVC-ből készülnek.

Mivel a PVC megfizethető, tartós és vízhatlan, ideális esőkabáthoz, csizmához és zuhanyfüggönyhöz.

Irodalom

1. Wikipedia. (2018). Polivinil-klorid. Visszakeresve: 2018. május 1-jén, az en.wikipedia.org webhelyről
2. Az Encyclopaedia Britannica szerkesztői. (2018). Polivinil-klorid. Beolvasva: 2018. május 1-jén, a következő helyről: britannica.com
3. Arjen Sevenster. A PVC története Visszakeresve: 2018. május 1-jén, a pvc.org-tól
4. Arjen Sevenster. A PVC fizikai tulajdonságai. Visszakeresve: 2018. május 1-jén, a pvc.org-tól
5. Brit Műanyagszövetség. (2018). Polivinil-klorid PVC. Visszakeresve: 2018. május 1-jén, a bpf.co.uk-tól
6. International Polymer Solutions Inc. Polivinil-klorid (PVC) tulajdonságai.. Letöltve: 2018. május 1-jén, az ipolymer.com webhelyről
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polivinil-klorid. Visszakeresve: 2018. május 1-jén, a következő címen: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Műanyag csövek.. Visszakeresve: 2018. május 1-jén, a következő webhelyről: commons.wikimedia.org