Polyvinylkloridhistoria, struktur, egenskaper och användningar

5215
Egbert Haynes
Polyvinylkloridhistoria, struktur, egenskaper och användningar

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

Som namnet antyder består den av upprepning av många vinylkloridmonomerer och bildar en polymerkedja. Både klor- och vinylatomer upprepas n gånger i polymeren, så det kan också kallas polyvinylklorid (polyvinylklorid, PVC, på engelska).

Dessutom är det en gjutbar förening, så den kan användas för att bygga många bitar i olika former och storlekar. PVC är korrosionsbeständigt, främst på grund av oxidation. Därför finns det ingen risk i dess exponering för miljön..

Som en negativ punkt kan hållbarheten hos PVC vara orsaken till ett problem, eftersom ackumuleringen av dess avfall kan bidra till den miljöförorening som har påverkat planeten så mycket i flera år..

Artikelindex

  • 1 Historia av polyvinylklorid (PVC)
  • 2 Kemisk struktur
  • 3 fastigheter
    • 3.1 Förmåga att fördröja eld
    • 3.2 Hållbarhet
    • 3.3 Mekanisk stabilitet
    • 3.4 Bearbetning och formbarhet
    • 3.5 Kemikalie- och oljebeständighet
  • 4 fastigheter
    • 4.1 Densitet
    • 4.2 Smältpunkt
    • 4.3 Procent av vattenabsorptionen
  • 5 användningsområden
  • 6 Referenser

Historia av polyvinylklorid (PVC)

År 1838 upptäckte den franska fysikern och kemisten Henry V. Regnault polyvinylklorid. Senare exponerade den tyska forskaren Eugen Baumann (1872) en flaska med vinylklorid för solljus och observerade utseendet på ett fast vitt material: det var polyvinylklorid.

I början av 1900-talet försökte den ryska forskaren Ivan Ostromislansky och den tyska forskaren Frank Klatte från tyska kemiföretaget Griesheim-Elektron hitta kommersiella applikationer för polyvinylklorid. De hamnade frustrerade, för ibland var polymeren stel och andra gånger var den spröd..

1926 lyckades Waldo Semon, en forskare som arbetade för B. F. Goodrich Company i Akron, Ohio, skapa en flexibel, vattentät, brandbeständig plast som kunde bindas till metall. Detta var företagets mål och var den första industriella användningen av polyvinylklorid..

Tillverkningen av polymeren intensifierades under andra världskriget, eftersom den användes vid beläggning av ledningar för krigsfartyg.

Kemisk struktur

Den övre bilden illustrerar polymerkedjan av polyvinylklorid. De svarta sfärerna motsvarar kolatomer, de vita till väteatomer och de gröna till kloratomer.

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

Här består en sträng av n enheter som är inneslutna inom parentes. Cl-atomen pekar ut från planet (svart kil), även om det också kan peka bakom det, sett med de gröna sfärerna. H-atomerna är orienterade nedåt och kan ses på samma sätt med polymerstrukturen.

Även om kedjan endast har enstaka bindningar, kan dessa inte rotera fritt på grund av det steriska (rumsliga) hindret hos Cl-atomerna.. 

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

Egenskaper

Förmåga att fördröja eld

Denna egenskap beror på närvaron av klor. Tändningstemperaturen för PVC är 455 ºC, så risken för att bränna och starta en eld är låg.

Dessutom är värmen som släpps ut av PVC vid förbränning mindre eftersom den produceras av polystyren och polyeten, två av de mest använda plastmaterialen..

Varaktighet

Under normala förhållanden är den faktor som mest påverkar en produkts hållbarhet dess motståndskraft mot oxidation..

PVC har kloratomer fästa vid kolerna i sina kedjor, vilket gör det mer motståndskraftigt mot oxidation än plast som bara har kol- och väteatomer i sin struktur..

Undersökningen av PVC-rör begravda i 35 år, utförd av Japan PVC Pipe & Fitting Association, visade ingen försämring av dessa. Även styrkan är jämförbar med nya PVC-rör.

Mekanisk stabilitet

PVC är ett kemiskt stabilt material som visar liten förändring i dess molekylära struktur och mekaniska motstånd..

Det är ett långkedjigt viskoelastiskt material som är mottagligt för deformation genom kontinuerlig applicering av en yttre kraft. Emellertid är dess deformation låg eftersom den utgör en begränsning i dess molekylära rörlighet..

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 lite beroende av temperaturen och den är stabil. Av denna anledning kan PVC göra produkter av stor storlek och varierande former..

Kemikalie- och oljebeständighet

PVC är resistent mot syror, alkalier och nästan alla oorganiska föreningar. PVC deformeras eller löses 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 bra.

Egenskaper

Densitet

1,38 g / cm3

Smältpunkt

Mellan 100 ºC och 260 ºC.

Procent av vattenabsorptionen

0% på 24 timmar

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

Genom att variera mjukningsmedlen och tillsatserna som används i detta steg kan olika typer av PVC erhållas med en rad egenskaper, såsom flexibilitet, elasticitet, motståndskraft mot stötar och förebyggande av bakterietillväxt, bland andra..

Applikationer

PVC är ett billigt och mångsidigt material som används inom konstruktion, sjukvård, elektronik, bilar, rör, beläggningar, blodpåsar, plastprober, kabelisolering etc..

Det används i många aspekter av konstruktionen på grund av dess styrka, motståndskraft mot oxidation, fukt och nötning. PVC är perfekt för beklädnad, för fönsterramar, tak och staket.

Det har varit särskilt användbart vid konstruktion av rör, eftersom detta material inte genomgår korrosion och dess bristningshastighet är endast 1% av det för smält metallsystem.

Tål temperatur- och fuktförändringar och kan användas i ledningarna som utgör beläggningen.

PVC används i förpackningar av olika produkter, såsom dragéer, kapslar och andra föremål för medicinskt bruk. På samma sätt är blodsäckar av transparent PVC.

Eftersom PVC är prisvärd, hållbar och vattentät, är den idealisk för regnrockar, stövlar och duschdraperier..

Referenser

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinylklorid. Hämtad den 1 maj 2018 från: en.wikipedia.org
  2. Redaktörerna för Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylklorid. Hämtad den 1 maj 2018 från: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. Historien om PVC. Hämtad den 1 maj 2018 från: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. PVC: s fysiska 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]. Hämtad den 1 maj 2018 från: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylklorid. Hämtad den 1 maj 2018 från: chemicalafetyfacts.org
  8. Paul Goyette. (2018). Slangar av plast. [Figur]. Hämtad den 1 maj 2018 från: commons.wikimedia.org

Ingen har kommenterat den här artikeln än.