Historie, struktura, vlastnosti a použití polyvinylchloridu

2061
Anthony Golden
Historie, struktura, vlastnosti a použití polyvinylchloridu

The polyvinyl chlorid Jedná se o polymer, jehož průmyslové využití se začalo rozvíjet na počátku 20. století, mimo jiné kvůli jeho nízkým nákladům, trvanlivosti, odporu a tepelné a elektrické izolační schopnosti. To mu umožnilo přemístit kovy v mnoha aplikacích a použití..

Jak název napovídá, spočívá v opakování mnoha vinylchloridových monomerů, které tvoří polymerní řetězec. Atomy chloru i vinylu se v polymeru opakují nkrát, takže jej lze také nazvat polyvinylchlorid (polyvinyl chlorid, PVC, v angličtině).

Kromě toho se jedná o tvarovatelnou směs, takže z ní lze vytvořit mnoho kusů různých tvarů a velikostí. PVC je odolné proti korozi, hlavně kvůli oxidaci. Proto při jeho vystavení životnímu prostředí neexistuje žádné riziko..

Negativním bodem je, že trvanlivost PVC může být příčinou problému, protože akumulace jeho odpadu může přispívat ke znečištění životního prostředí, které tolik ovlivňovalo planetu již několik let..

Rejstřík článků

  • 1 Historie polyvinylchloridu (PVC)
  • 2 Chemická struktura
  • 3 Vlastnosti
    • 3.1 Schopnost zpomalit palbu
    • 3.2 Trvanlivost
    • 3.3 Mechanická stabilita
    • 3.4 Zpracování a tvarovatelnost
    • 3.5 Odolnost proti chemikáliím a olejům
  • 4 Vlastnosti
    • 4.1 Hustota
    • 4.2 Teplota tání
    • 4.3 Procento absorpce vody
  • 5 použití
  • 6 Reference

Historie polyvinylchloridu (PVC)

V roce 1838 objevil francouzský fyzik a chemik Henry V. Regnault polyvinylchlorid. Později německý vědec Eugen Baumann (1872) vystavil láhev s vinylchloridem slunečnímu záření a pozoroval vzhled pevného bílého materiálu: byl to polyvinylchlorid.

Na začátku 20. století se ruský vědec Ivan Ostromislansky a německý vědec Frank Klatte z německé chemické společnosti Griesheim-Elektron pokusili najít komerční využití polyvinylchloridu. Skončili frustrovaní, protože polymer byl někdy tuhý a jindy křehký..

V roce 1926 Waldo Semon, vědec pracující pro společnost B. F. Goodrich Company v Akronu ve státě Ohio, dokázal vytvořit flexibilní, vodotěsný a ohnivzdorný plast schopný lepení na kov. To byl cíl, který společnost hledala, a bylo to první průmyslové použití polyvinylchloridu..

Výroba polymeru se během druhé světové války zintenzivnila, protože se používal k potahování vodičů válečných lodí.

Chemická struktura

Horní obrázek ilustruje polymerní řetězec polyvinylchloridu. Černá sféra odpovídá atomům uhlíku, bílá sféře atomům vodíku a zelená sféře atomům chloru.

Z tohoto pohledu má řetěz dva povrchy: jeden z chloru a druhý z vodíku. Jeho trojrozměrné uspořádání je nejjednodušší vizualizovat z vinylchloridového monomeru a způsob, jakým vytváří vazby s jinými monomery za účelem vytvoření řetězce:

Zde je řetězec tvořen n jednotkami, které jsou uzavřeny v závorkách. Atom Cl ukazuje z roviny (černý klín), i když může také ukazovat za ním, jak je vidět u zelených koulí. Atomy H jsou orientovány směrem dolů a lze je vidět stejným způsobem jako u polymerní struktury.

Ačkoli má řetězec pouze jednoduché vazby, nemohou se volně otáčet kvůli sterické (prostorové) překážce atomů Cl.. 

Proč? Protože jsou velmi objemné a nemají dostatek prostoru pro otáčení v jiných směrech. Pokud by to udělali, „zasáhli by“ sousedními atomy H..

Vlastnosti

Schopnost zpomalit palbu

Tato vlastnost je způsobena přítomností chloru. Teplota vznícení PVC je 455 ° C, takže riziko hoření a vzniku požáru je nízké.

Kromě toho je teplo uvolněné PVC při hoření menší, protože je produkováno polystyrenem a polyethylenem, dvěma z nejpoužívanějších plastových materiálů..

Trvanlivost

Za normálních podmínek je životnost, která nejvíce ovlivňuje trvanlivost produktu, jeho odolnost vůči oxidaci..

PVC má atomy chloru připojené k uhlíkům ve svých řetězcích, což z něj činí odolnější vůči oxidaci než plasty, které mají ve své struktuře pouze atomy uhlíku a vodíku..

Zkoumání PVC trub pochovaných po dobu 35 let, prováděné Japonskou asociací pro potrubí a armatury, u nich neprokázalo žádné zhoršení. I jeho pevnost je srovnatelná s novými PVC trubkami.

Mechanická stabilita

PVC je chemicky stabilní materiál, který vykazuje malou změnu ve své molekulární struktuře a mechanické odolnosti..

Jedná se o viskoelastický materiál s dlouhým řetězcem, náchylný k deformaci nepřetržitým působením vnější síly. Jeho deformace je však nízká, protože představuje omezení jeho molekulární mobility..

Zpracování a tvarovatelnost

Zpracování termoplastického materiálu závisí na jeho viskozitě, když je roztaven nebo roztaven. Za těchto podmínek je viskozita PVC vysoká, jeho chování je málo závislé na teplotě a je stabilní. Z tohoto důvodu může PVC vyrábět výrobky velkých rozměrů a variabilních tvarů..

Chemická a olejová odolnost

PVC je odolné vůči kyselinám, zásadám a téměř všem anorganickým sloučeninám. PVC se deformuje nebo rozpouští v aromatických uhlovodících, ketonech a cyklických etherech, je však odolné vůči jiným organickým rozpouštědlům, jako jsou alifatické uhlovodíky a halogenované uhlovodíky. Dobrá je také jeho odolnost vůči olejům a tukům.

Vlastnosti

Hustota

1,38 g / cm3

Bod tání

Mezi 100 ° C a 260 ° C.

Procento absorpce vody

0% za 24 hodin

Díky svému chemickému složení je PVC schopné se během výroby mísit s kompozitními čísly..

Potom změnou změkčovadel a přísad použitých v této fázi lze získat různé druhy PVC s řadou vlastností, jako je pružnost, pružnost, odolnost proti nárazům a prevence růstu bakterií..

Aplikace

PVC je levný a všestranný materiál používaný ve stavebnictví, zdravotnictví, elektronice, automobilech, potrubích, nátěrech, krevních vakech, plastových sondách, izolaci kabelů atd..

Používá se v mnoha aspektech konstrukce díky své pevnosti, odolnosti proti oxidaci, vlhkosti a oděru. PVC je ideální na opláštění, na okenní rámy, střechy a ploty.

Bylo to obzvláště užitečné při konstrukci trubek, protože tento materiál nepodléhá korozi a jeho rychlost prasknutí je pouze 1% v porovnání s roztavenými kovovými systémy.

Odolává změnám teploty a vlhkosti a může být použit v kabeláži tvořící jeho povlak.

PVC se používá při balení různých produktů, jako jsou dražé, kapsle a další předměty pro lékařské použití. Stejně tak jsou vaky na krevní banky vyrobeny z průhledného PVC.

Protože PVC je cenově dostupné, odolné a vodotěsné, je ideální pro pláštěnky, boty a sprchové závěsy..

Reference

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinyl chlorid. Citováno dne 1. května 2018 z: en.wikipedia.org
  2. Redaktoři Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinyl chlorid. Citováno dne 1. května 2018 z: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. Historie PVC. Citováno dne 1. května 2018 z: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. Fyzikální vlastnosti PVC. Citováno dne 1. května 2018 z: pvc.org
  5. Britská federace plastů. (2018). Polyvinylchlorid PVC. Citováno dne 1. května 2018 z: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Vlastnosti polyvinylchloridu (PVC). [PDF]. Citováno dne 1. května 2018 z: ipolymer.com
  7. Fakta o chemické bezpečnosti. (2018). Polyvinyl chlorid. Citováno dne 1. května 2018 z webu: chemicalafetyfacts.org
  8. Paul Goyette. (2018). Plastové hadice. [Postava]. Citováno dne 1. května 2018 z: commons.wikimedia.org

Zatím žádné komentáře