Полівінілхлорид Історія, хімічна структура, властивості та застосування

The полівінілхлорид Це полімер, промислове використання якого почало розвиватися на початку 20-го століття, в числі інших причин його низької вартості, довговічності, стійкості та теплової та електричної ізоляційної здатності. Це дозволило витіснити метали в численних областях застосування та використання.

Як випливає з назви, вона складається з повторення багатьох мономерів вінілхлориду, утворюючи полімерний ланцюг. Обидва атома хлору і вініл повторюються в полімері n разів, тому його також можна назвати полівінілхлоридом (полівінілхлорид, ПВХ, англійською мовою).

Крім того, це формуемое з'єднання, тому його можна використовувати для створення численних шматків різних форм і розмірів. ПВХ стійкий до корозії внаслідок окислення. Тому немає ризику в його впливі на навколишнє середовище.

В якості негативної точки, довговічність ПВХ може бути причиною проблеми, оскільки накопичення її відходів може сприяти забрудненню навколишнього середовища, яке вплинуло на планету протягом декількох років..

Індекс

• 1 Історія полівінілхлориду (ПВХ)
• 2 Хімічна структура
• 3 Властивості
  • 3.1 Можливість уповільнити вогонь
  • 3.2 Довговічність
  • 3.3 Механічна стабільність
  • 3.4 Обробка та формування
  • 3.5 Стійкість до хімічних речовин і масел
• 4 Властивості
  • 4.1 Щільність
  • 4.2 Точка плавлення
  • 4.3 Відсоток водопоглинання
• 5 Використання
• 6 Посилання

Історія полівінілхлориду (ПВХ)

У 1838 р. Французький фізик і хімік Генрі Реґно відкрив полівінілхлорид. Пізніше німецький вчений Еуген Бауман (1872) піддав сонячному світлу пляшку з вінілхлоридом і спостерігав появу твердого білого матеріалу: це полівінілхлорид..

На початку 20-го століття російський вчений Іван Остромісланський і німецький вчений Френк Клат з німецької хімічної компанії Griesheim-Elektron намагалися знайти комерційне застосування полівінілхлориду. Вони закінчилися розчарованими, тому що іноді полімер був жорстким, а інший час був крихким.

У 1926 році Вальдо Семон, вчений, який працював в компанії B. F. Goodrich в Акрон, штат Огайо, створив гнучкий пластик, водонепроникний, вогнестійкий і здатний зв'язуватися з металом. Це була мета, яку прагнула компанія, і яка стала першим промисловим використанням полівінілхлориду.

Виробництво полімеру посилювалося під час Другої світової війни, оскільки воно використовувалося в покритті проводки військових кораблів.

Хімічна структура

Полімерна ланцюг полівінілхлориду проілюстрована на верхньому зображенні. Чорним сферам відповідають атоми вуглецю, білі сфери відповідають атомам водню, а зеленим сферам - атоми хлору..

З цієї точки зору ланцюг має дві поверхні: одну з хлору та іншу з водню. Його тривимірне розташування найбільш легко візуалізується з мономеру вінілхлориду і способом, яким він утворює зв'язки з іншими мономерами для створення ланцюга:

Тут рядок складається з n одиниць, які укладені в дужки. Атом Cl вказує на площину (чорний клин), хоча він також може відставати від нього, як це спостерігається з зеленими сферами. Атоми Н орієнтовані вниз і таким же чином можуть бути перевірені структурою полімеру.

Хоча ланцюг має тільки прості ланки, вони не можуть вільно обертатися через стеричних (просторових) перешкод атомів Cl.. 

Чому? Тому що вони дуже громіздкі і не мають достатньо місця для обертання в інших напрямках. Якби вони це зробили, вони б "потрапили" з сусідніми атомами Н.

Властивості

Можливість уповільнити вогонь

Це властивість обумовлено наявністю хлору. Температура запалювання ПВХ становить 455 ° С, тому ризик горіння і пуску пожежі низький.

Крім того, тепло, що виділяється ПВХ при спалюванні, менше, коли воно виробляється полістиролом і поліетиленом, двома найбільш використовуваними пластиковими матеріалами.

Довговічність

У нормальних умовах фактор, який найбільше впливає на довговічність продукту, - його стійкість до окислення.

ПВХ має атоми хлору, приєднані до вуглецю в його ланцюгах, що робить його більш стійким до окислення, ніж пластмаси, які мають у своєму складі тільки атоми вуглецю та водню..

Експертиза труб з ПВХ, похованих на 35 років, проведена Японською асоціацією трубопроводів та штуцерів ПВХ, не показала погіршення в цьому. Навіть його міцність порівнянна з новими ПВХ трубами.

Механічна стабільність

ПВХ є хімічно стабільним матеріалом, який демонструє незначні зміни в його молекулярній структурі та її механічній стійкості.

Це довголанцюговий в'язкопружний матеріал, схильний до деформації шляхом безперервного застосування зовнішньої сили. Однак його деформація є низькою, оскільки вона є обмеженням в її молекулярній рухливості.

Обробка і формування

Обробка термопластичного матеріалу залежить від його в'язкості, коли вона плавиться або плавиться. За цієї умови в'язкість ПВХ є високою, її поведінка мало залежить від температури і є стабільною. З цієї причини з ПВХ можна виготовляти вироби великого розміру і змінної форми.

Стійкість до хімічних речовин і масел

ПВХ стійкий до кислот, лугів і майже всіх неорганічних сполук. ПВХ деформується або розчиняється в ароматичних вуглеводнях, кетонах і циклічних ефірах, але стійкий до інших органічних розчинників, таких як аліфатичні вуглеводні і галогеновані вуглеводні. Крім того, його стійкість до масел і жирів хороша.

Властивості

Щільність

1,38 г / см³

Точка плавлення

Між 100 ºC та 260 ºC.

Відсоток водопоглинання

0% через 24 години

Завдяки своєму хімічному складу, ПВХ здатний змішуватися з номерами сполук під час його виготовлення.

Потім, змінюючи пластифікатори і добавки, що використовуються на цій стадії, різні типи ПВХ можуть бути отримані з рядом властивостей, таких як гнучкість, еластичність, стійкість до впливу і запобігання росту бактерій, серед інших..

Використання

ПВХ - економічний і універсальний матеріал, який використовується в будівництві, охороні здоров'я, електроніці, автомобілях, трубах, покриттях, мішках крові, пластикових зондах, ізоляції кабелів тощо..

Він використовується в багатьох аспектах будівництва завдяки своїй міцності, стійкості до окислення, вологості та стирання. ПВХ ідеально підходить для облицювання, для рами вікон, стель і огорож.

Особливо корисним він був у будівництві труб, оскільки цей матеріал не відчуває корозії, а швидкість його розриву становить лише 1% від того, що представлені системами розплавленого металу..

Він підтримує зміни температури і вологості, здатні використовувати в проводках, що складають його покриття.

ПВХ використовується в упаковці різних продуктів, таких як драже, капсули та інші елементи для медичного застосування. Крім того, сумки банку крові побудовані з прозорого ПВХ.

Оскільки ПВХ є доступним, міцним і водостійким, він ідеально підходить для плащів, черевиків і штор.

Список літератури

1. Вікіпедія. (2018). Полівінілхлорид. Отримано 1 травня 2018 року з: en.wikipedia.org
2. Редактори Британської енциклопедії. (2018). Полівінілхлорид. Отримано 1 травня 2018 року з: britannica.com
3. Арьен Севенстер. Історія ПВХ. Отримано 1 травня 2018 р. З: pvc.org
4. Арьен Севенстер. Фізичні властивості ПВХ. Отримано 1 травня 2018 р. З: pvc.org
5. Британська Федерація пластмас. (2018). Полівінілхлорид з ПВХ. Отримано 1 травня 2018 р. З: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Властивості полівінілхлориду (ПВХ). [PDF] Отримано 1 травня 2018 р. З: ipolymer.com
7. Хімічніфакти безпеки. (2018). Полівінілхлорид Отримано 1 травня 2018 року з: chemicalsafetyfacts.org
8. Пол Гойетта (2018). Пластикові труби [Малюнок] Отримано 1 травня 2018 р. З: commons.wikimedia.org