ПОЛИВИНИЛХЛОРИД: ИСТОРИЯ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

В поливинилхлорид е полимер, чиято промишлена употреба започва да се развива в най началото на ХХ век, което се дължи наред с други неща, за да му ниска цена, издръжливост, устойчивост и неговата топлинна и електрическа изолация, наред с други причини. Това му позволи да измества металите при многобройни приложения и употреба.

Както показва името му, той се състои от повторение на много мономери от винилхлорид, образуващи полимерна верига. И хлор, и винил атоми повтарят n пъти в полимера, така че той може да се нарече и поливинилхлорид (PVC).

В допълнение, той е формовъчно съединение, така че може да се използва за изграждане на множество парчета с различни форми и размери. PVC е устойчив на корозия главно поради окисляване. Следователно, няма риск от излагането му на околната среда.

Като отрицателен момент, трайността на PVC може да бъде причина за проблем, тъй като натрупването на отпадъците му може да допринесе за замърсяването на околната среда, което е засегнало толкова много планетата от няколко години.

История на поливинилхлорид (PVC)

През 1838 г. френският физик и химик Хенри В. Рено откри поливинилхлорид. По-късно немският учен Юген Бауман (1872 г.) излага бутилка винилхлорид на слънчева светлина и наблюдава появата на твърд бял материал: това е поливинилхлорид.

В началото на 20 век руският учен Иван Остромислански и германският учен Франк Клате от немската химическа компания Griesheim-Elektron се опитаха да намерят търговски приложения за поливинилхлорид. Те в крайна сметка се разочароваха, защото понякога полимерът беше твърд, а друг път - крехък.

През 1926 г. Уолдо Семън, учен, работещ за компанията BF Goodrich в Акрон, Охайо, успява да създаде гъвкава, водоустойчива, пожароустойчива пластмаса, способна да се свърже с метал. Това беше целта, която компанията търси и тя беше първата индустриална употреба на поливинилхлорид.

Производството на полимера се засили по време на Втората световна война, тъй като той беше използван при покритието на окабеляването на бойните кораби.

Химическа структура

Горното изображение илюстрира полимерната верига от поливинилхлорид. Черните сфери съответстват на въглеродните атоми, белите - на водородните атоми, а зелените - на атомите на хлора.

От тази гледна точка веригата има две повърхности: една от хлор и една от водород. Неговата триизмерна подредба е най-лесно визуализирана от мономера на винилхлорида и начина, по който образува връзки с други мономери за създаване на веригата:

Тук низ се състои от n единици, които са затворени в скоби. Cl атомът сочи от равнината (черен клин), въпреки че може да сочи и зад него, както се вижда със зелените сфери. Н атомите са ориентирани надолу и могат да се видят по същия начин с полимерната структура.

Въпреки че веригата има само единични връзки, те не могат да се въртят свободно поради стеричните (пространствени) препятствия на атомите Cl.

Защо? Защото са много обемисти и нямат достатъчно място, за да се въртят в други посоки. Ако го направят, те биха „ударили“ със съседни Н атоми.

Имоти

Възможност за забавяне на огъня

Това свойство се дължи на наличието на хлор. Температурата на запалване на PVC е 455 ° C, така че рискът от изгаряне и започване на пожар е нисък.

Освен това топлината, отделяна от PVC при изгаряне, е по-малка, тъй като се произвежда от полистирол и полиетилен, два от най-широко използваните пластмасови материали.

трайност

При нормални условия фактор, който най-много влияе върху дълготрайността на продукта, е неговата устойчивост на окисляване.

PVC има хлорни атоми, прикрепени към въглеродите във веригите му, което го прави по-устойчив на окисляване, отколкото пластмасите, които имат само въглеродни и водородни атоми в структурата си.

Изследването на PVC тръби, погребани в продължение на 35 години, проведено от Японската асоциация за тръбопроводи и монтаж, не показа влошаване на тях. Дори силата му е сравнима с новите PVC тръби.

Механична стабилност

PVC е химически стабилен материал, който показва малка промяна в молекулната си структура и механична якост.

Това е дълговерижен вискоеластичен материал, податлив на деформация при непрекъснато прилагане на външна сила. Деформацията му обаче е ниска, тъй като представлява ограничение в нейната молекулярна подвижност.

Обработка и формоване

Обработката на термопластичен материал зависи от неговия вискозитет, когато той се разтопява или стопява. При това условие вискозитетът на PVC е висок, като поведението му е малко зависимо от температурата и той е стабилен. Поради тази причина PVC може да се използва за производство на големи продукти и променливи форми.

Химическа и маслоустойчивост

PVC е устойчив на киселини, основи и почти всички неорганични съединения. PVC се деформира или разтваря в ароматни въглеводороди, кетони и циклични етери, но е устойчив на други органични разтворители като алифатни въглеводороди и халогенирани въглеводороди. Също така, неговата устойчивост на масла и мазнини е добра.

Имоти

плътност

1,38 гр / см ³

Точка на топене

Между 100ºC и 260ºC.

Процент водопоглъщане

0% за 24 часа

Поради своя химичен състав, PVC е способен да се смесва с композитни номера по време на производството си.

След това чрез промяна на пластификаторите и добавките, използвани на този етап, могат да се получат различни видове PVC с редица свойства, като гъвкавост, еластичност, устойчивост на въздействия и предотвратяване на растежа на бактериите.

Приложения

PVC е евтин и универсален материал, използван в строителството, здравеопазването, електрониката, автомобилите, тръбите, покритията, кръвните торбички, пластмасовите сонди, изолацията на кабели и др.

Използва се в много аспекти на строителството поради своята здравина, устойчивост на окисляване, влага и абразия. PVC е идеален за облицовка, за дограма, покриви и огради.

Той е бил особено полезен при изграждането на тръби, тъй като този материал не е подложен на корозия и степента му на разрушаване е само 1% от тази на разтопените метални системи.

Издържа на промени в температурата и влажността и може да се използва в окабеляването, съставляващо нейното покритие.

PVC се използва в опаковката на различни продукти, като дражета, капсули и други предмети за медицинска употреба. Също така торбичките за кръв от кръв са изработени от прозрачно PVC.

Тъй като PVC е достъпен, издръжлив и водоустойчив, той е идеален за дъждобрани, ботуши и завеси за душ.

Препратки

1. Wikipedia. (2018). Поливинил хлорид. Произведено на 1 май 2018 г. от: en.wikipedia.org
2. Редакторите на Encyclopaedia Britannica. (2018). Поливинил хлорид. Произведено на 1 май 2018 г. от: britannica.com
3. Аржен Севестър. Историята на PVC. Произведено на 1 май 2018 г. от: pvc.org
4. Аржен Севестър. Физичните свойства на PVC. Произведено на 1 май 2018 г. от: pvc.org
5. Британска федерация по пластмаса. (2018). Поливинилхлорид PVC. Произведено на 1 май 2018 г. от: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. свойства на поливинилхлорид (PVC)., Произведено на 1 май 2018 г. от: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Поливинил хлорид. Произведено на 1 май 2018 г. от: chemicalsafetyfacts.org
8. Пол Гойет. (2018). Пластмасови тръби., Произведено на 1 май 2018 г. от: commons.wikimedia.org