Polyvinylklorid Historia, kemisk struktur, egenskaper och användningsområden



den polyvinylklorid Det är en polymer vars industriella användning började utvecklas i början av 1900-talet, bland annat på grund av låg kostnad, hållbarhet, motstånd och värme- och elisoleringskapacitet bland annat. Detta har gjort det möjligt att förskjuta metaller i många applikationer och använda.

Som namnet antyder består det av upprepningen av många vinylkloridmonomerer, som bildar en polymerkedja. Både kloratomerna och vinylen upprepas n gånger i polymeren, så det kan också kallas polyvinylklorid (polyvinylklorid, PVC, på engelska).

Dessutom är det en formbar förening, så det kan användas för att bygga många bitar av olika former och storlekar. PVC är korrosionsbeständigt beroende huvudsakligen på oxidation. Därför finns det ingen risk för exponering för miljön.

Som en negativ punkt kan PVC-hållbarheten orsaka problem, eftersom ackumuleringen av dess avfall kan bidra till den miljöförorening som har påverkat planeten i flera år..

index

  • 1 Historia av polyvinylklorid (PVC)
  • 2 Kemisk struktur
  • 3 egenskaper
    • 3.1 Förmåga att retardera eld
    • 3.2 Hållbarhet
    • 3.3 Mekanisk stabilitet
    • 3.4 Bearbetning och formbarhet
    • 3.5 Motståndskraft mot kemikalier och oljor
  • 4 egenskaper
    • 4,1 densitet
    • 4.2 Smältpunkt
    • 4.3 Procent vattenabsorption
  • 5 användningar
  • 6 referenser

Historia av polyvinylklorid (PVC)

1838 upptäckte den franska fysikern och kemisten Henry V. Regnault polyvinylklorid. Senare, tysk forskare Eugen Baumann (1872) presenterade en flaska med vinylklorid för solljus och observerade uppkomsten av ett fast vitt material: var polyvinylklorid.

I början av nittonhundratalet rysk vetenskapsman Ivan Ostromislansky och tyska forskare Frank Klatte, German Chemical Company Griesheim-Elektron, försökte hitta kommersiella tillämpningar för polyvinylklorid. De blev frustrerade, för ibland var polymeren styv och andra gånger var den ömtålig.

Waldo Semon i 1926, en forskare som arbetar för B. F. Goodrich Company, Akron, Ohio, lyckats skapa en flexibel plast, vattentät, brandbeständig och i stånd att binda metallen. Detta var målet som sökanden försökte och utgör den första industriella användningen av polyvinylklorid.

Tillverkningen av polymeren intensifierades under andra världskriget, eftersom den användes i beläggningen av krigsfartygens ledningar.

Kemisk struktur

Polymerkedjan av polyvinylklorid illustreras i den övre bilden. De svarta kulorna motsvarar kolatomerna, de vita kulorna motsvarar väteatomerna och de gröna kulorna motsvarar kloratomerna.

Ur detta perspektiv har kedjan två ytor: en av klor och en annan av väte. Dess tredimensionella arrangemang visualiseras lättast från vinylkloridmonomeren och det sätt på vilket det bildar bindningar med andra monomerer för att skapa kedjan:

Här är en sträng bestående av n enheter, som är inneslutna inom parentes. Cl-atomen pekar ut ur planet (svart kil), även om den också kan peka bakom den, som ses med gröna sfärer. H-atomer är orienterade nedåt och kan på samma sätt kontrolleras med polymerstrukturen.

Även om kedjan endast har enkla länkar kan dessa inte rotera fritt på grund av den steriska (rumsliga) hindringen av Cl-atomer.. 

Varför? Eftersom de är mycket skrymmande och inte har tillräckligt med utrymme att rotera i andra riktningar. Om de gjorde det skulle de "slå" med de närliggande H-atomer.

egenskaper

Förmåga att retardera eld

Den här egenskapen beror på närvaron av klor. Tändningstemperaturen för PVC är 455 ° C, så risken för bränning och start av eld är låg.

Dessutom är den värme som släpps av PVC vid bränning mindre när den tillverkas av polystyren och polyeten, två av de mest använda plastmaterialen.

hållbarhet

Under normala förhållanden är den faktor som mest påverkar hållbarheten hos en produkt dess motståndskraft mot oxidation.

PVC har kloratomer bundna till kolet i dess kedjor vilket gör det mer motståndskraftigt mot oxidation än plast som bara har kol och väteatomer i sin struktur.

Undersökningen av PVC-rör som begravdes i 35 år, utförd av Japan PVC Pipe & Fitting Association, visade ingen försämring av dessa. Till och med dess styrka är jämförbar med de nya PVC-rören.

Mekanisk stabilitet

PVC är ett kemiskt stabilt material som visar få förändringar i sin molekylstruktur och dess mekaniska motståndskraft.

Det är ett långkedjigt viskoelastiskt material, mottagligt för deformation genom kontinuerlig applicering av en yttre kraft. Emellertid är dess deformation låg, eftersom den presenterar en begränsning i dess molekylarmobilitet.

Bearbetning och formbarhet

Bearbetningen av ett termoplastiskt material beror på dess viskositet när det smälts eller smälts. Under detta tillstånd är viskositeten hos PVC hög, dess beteende är liten beroende av temperatur och är stabil. Av denna anledning kan PVC producera produkter av stor storlek och varierande former.

Motstånd mot kemikalier och oljor

PVC är resistent mot syror, alkalier och nästan alla oorganiska föreningar. PVC deformeras eller löses upp i aromatiska kolväten, ketoner och cykliska etrar, men är resistent mot andra organiska lösningsmedel, såsom alifatiska kolväten och halogenerade kolväten. Dess motståndskraft mot oljor och fetter är också bra.

egenskaper

densitet

1,38 g / cm3

Smältpunkt

Mellan 100 ºC och 260 ºC.

Procentandel vattenabsorption

0% på 24 timmar

På grund av sin kemiska sammansättning kan PVC blandas med sammansatta tal under tillverkningen.

Då, varierande mjukningsmedel och tillsatser som används i detta steg, kan erhållas med olika typer av PVC en rad egenskaper såsom flexibilitet, elasticitet, slagtålighet och förhindra bakterietillväxt, bland annat.

tillämpningar

PVC är ett ekonomiskt och mångsidigt material som används i konstruktion, hälso- och sjukvård, elektronik, bilar, rör, beläggningar, blodpåse, plastprober, kabelisolering etc..

Den används i flera aspekter av konstruktion på grund av dess styrka, motståndskraft mot oxidation, fukt och nötning. PVC är idealisk för klädsel, för ramen av fönster, tak och staket.

Det har varit särskilt användbart vid konstruktion av rör, eftersom detta material inte upplever korrosion och dess bristhastighet är endast 1% av den som presenteras av smältmetallsystem..

Den stöder ändringar av temperatur och fuktighet, som kan användas i ledningarna som utgör dess beläggning.

PVC används i förpackningen av olika produkter, såsom dragees, kapslar och andra element för medicinsk användning. Dessutom är blodbanksäckar konstruerade med en transparent PVC.

Eftersom PVC är överkomligt, hållbart och vattenbeständigt, är det perfekt för regnrockar, stövlar och badrumsgardiner.

referenser

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinylklorid. Hämtad den 1 maj 2018, från: en.wikipedia.org
  2. Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylklorid. Hämtad den 1 maj 2018, från: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. PVC-historien. Hämtad den 1 maj 2018, från: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. PVC: s fysikaliska egenskaper. Hämtad den 1 maj 2018, från: pvc.org
  5. British Plastics Federation. (2018). Polyvinylklorid PVC. Hämtad den 1 maj 2018, från: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinylklorid (PVC) egenskaper. [PDF]. Hämtat den 1 maj 2018, från: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylklorid Hämtad den 1 maj 2018, från: chemicalsafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Plaströr [Bild]. Hämtad den 1 maj 2018, från: commons.wikimedia.org