POLIVINILHLORĪDS: VĒSTURE, STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS UN PIELIETOJUMS - ĶĪMIJA - 2025

Polivinilhlorīds ir polimērs, kura rūpnieciskais lietojums sāka attīstīties pēc gada sākumā divdesmitā gadsimta, jo cita starpā uz tās zemo izmaksu, izturību, izturību un tā siltuma un elektrisko izolāciju, starp citu iemeslu dēļ. Tas ļāva tai izspiest metālus daudzos pielietojumos un lietojumos.

Kā norāda nosaukums, tas sastāv no daudzu vinilhlorīda monomēru atkārtošanās, veidojot polimēru ķēdi. Gan hlora, gan vinila atomi polimērā atkārtojas n reizes, tāpēc to var saukt arī par polivinilhlorīdu (PVC).

Turklāt tas ir formējams savienojums, tāpēc to var izmantot, lai izveidotu daudz dažādu formu un izmēru gabalu. PVC ir izturīgs pret koroziju galvenokārt oksidācijas dēļ. Tāpēc tā iedarbība uz vidi nepastāv.

Kā negatīvs punkts var būt problēmas cēlonis PVC izturība, jo tā atkritumu uzkrāšanās var izraisīt vides piesārņojumu, kas vairākus gadus ir tik ļoti ietekmējis planētu.

Polivinilhlorīda (PVC) vēsture

1838. gadā franču fiziķis un ķīmiķis Henrijs V. Regnaults atklāja polivinilhlorīdu. Vēlāk vācu zinātnieks Eugens Baumans (1872. gads) iedarbināja vinila hlorīda pudeli saules gaismā un novēroja cieta balta materiāla izskatu: tas bija polivinilhlorīds.

20. gadsimta sākumā krievu zinātnieks Ivans Ostromislanskis un vācu zinātnieks Franks Klatte no Vācijas ķīmijas uzņēmuma Griesheim-Elektron mēģināja atrast komerciālus lietojumus polivinilhlorīdam. Viņi nonāca neapmierināti, jo dažreiz polimērs bija stingrs, bet citreiz - trausls.

1926. gadā Waldo Semon, zinātniekam, kas strādā BF Goodrich Company Akronā, Ohaio, izdevās izveidot elastīgu, ūdensnecaurlaidīgu, ugunsizturīgu plastmasu, kas ir spējīga savienoties ar metālu. Tas bija uzņēmuma mērķis, un tas bija pirmais polivinilhlorīda rūpnieciskais pielietojums.

Polimēra ražošana pastiprinājās Otrā pasaules kara laikā, jo to izmantoja karakuģu vadu pārklāšanai.

Ķīmiskā struktūra

Augšējais attēls parāda polivinilhlorīda polimēru ķēdi. Melnās sfēras atbilst oglekļa atomiem, baltās - ūdeņraža atomiem un zaļās - hlora atomiem.

Raugoties no šī viedokļa, ķēdei ir divas virsmas: viena no hlora un otra ūdeņraža. Tās trīsdimensiju izkārtojumu visvieglāk var vizualizēt no vinilhlorīda monomēra un tā, kā tas veido saites ar citiem monomēriem, veidojot ķēdi:

Šeit virkni veido n vienības, kuras ir iekavās. Cl atoms norāda uz plakni (melns ķīlis), kaut arī tas var norādīt arī aiz tā, kā redzams ar zaļajām sfērām. H atomi ir vērsti uz leju, un tos var redzēt tāpat kā ar polimēra struktūru.

Lai arī ķēdē ir tikai vienas saites, tās nevar brīvi griezties, pateicoties Cl atomu steriskajam (telpiskajam) traucējumam.

Kāpēc? Tā kā tie ir ļoti apjomīgi un tiem nav pietiekami daudz vietas, lai pagrieztu citos virzienos. Ja viņi to darītu, viņi "trāpītu" ar kaimiņu H atomiem.

Īpašības

Spēja aizkavēt uguni

Šis īpašums ir saistīts ar hlora klātbūtni. PVC aizdegšanās temperatūra ir 455 ° C, tāpēc ir mazs degšanas un ugunsgrēka izcelšanās risks.

Turklāt PVC izdalītais siltums degšanas laikā ir mazāks, jo to ražo polistirols un polietilēns, divi no visplašāk izmantotajiem plastmasas materiāliem.

Izturība

Normālos apstākļos faktors, kas visvairāk ietekmē izstrādājuma izturību, ir tā izturība pret oksidāciju.

PVC ķēdes oglekļa atomiem ir pievienoti hlora atomi, kas padara to izturīgāku pret oksidāciju nekā plastmasa, kuras struktūrā ir tikai oglekļa un ūdeņraža atomi.

Japānas PVC cauruļu un veidgabalu asociācijas veiktā 35 gadu laikā aprakto PVC cauruļu pārbaude neuzrādīja to pasliktināšanos. Pat tā izturība ir salīdzināma ar jaunām PVC caurulēm.

Mehāniskā stabilitāte

PVC ir ķīmiski stabils materiāls, kura molekulārā struktūra un mehāniskā izturība ir maz mainīta.

Tas ir garas ķēdes viskoelastīgs materiāls, kas pakļauts deformācijai, nepārtraukti pieliekot ārēju spēku. Tomēr tā deformācija ir maza, jo tā ierobežo molekulāro mobilitāti.

Apstrāde un formējamība

Termoplastiska materiāla apstrāde ir atkarīga no tā viskozitātes, kad tas ir izkusis vai izkusis. Šādos apstākļos PVC viskozitāte ir augsta, tā izturība maz atkarīga no temperatūras un ir stabila. Šī iemesla dēļ PVC var izmantot lielu izstrādājumu un mainīgu formu ražošanai.

Ķīmiskā un eļļas izturība

PVC ir izturīgs pret skābēm, sārmiem un gandrīz visiem neorganiskajiem savienojumiem. PVC deformējas vai izšķīst aromātiskos ogļūdeņražos, ketonos un cikliskos ēteros, bet ir izturīgs pret citiem organiskiem šķīdinātājiem, piemēram, alifātiskiem ogļūdeņražiem un halogenētiem ogļūdeņražiem. Arī tā izturība pret eļļām un taukiem ir laba.

Īpašības

Blīvums

1,38 g / cm ³

Kušanas punkts

Starp 100ºC un 260ºC.

Ūdens absorbcijas procents

0% 24 stundās

Sakarā ar tā ķīmisko sastāvu, PVC ražošanas laikā var sajaukties ar kompozītu numuriem.

Pēc tam, mainot šajā posmā izmantotos plastifikatorus un piedevas, cita starpā var iegūt dažādus PVC veidus ar dažādām īpašībām, piemēram, elastību, elastību, izturību pret triecieniem un baktēriju augšanas novēršanu.

Lietojumprogrammas

PVC ir lēts un universāls materiāls, ko izmanto celtniecībā, veselības aprūpē, elektronikā, automašīnās, caurulēs, pārklājumos, asins somās, plastmasas zondes, kabeļu izolācijā utt.

To izmanto daudzos konstrukcijas aspektos, pateicoties tā izturībai, izturībai pret oksidēšanu, mitrumam un nodilumam. PVC ir ideāli piemērots apšuvumam, logu rāmjiem, jumtiem un žogiem.

Tas ir īpaši noderīgs cauruļu konstrukcijā, jo šis materiāls netiek pakļauts korozijai un tā plīsuma ātrums ir tikai 1% no izkausēto metālu sistēmu rādītājiem.

Iztur temperatūras un mitruma izmaiņas, un to var izmantot elektroinstalācijā, kas veido tā pārklājumu.

PVC izmanto dažādu produktu iesaiņošanā, piemēram, dražejas, kapsulas un citi priekšmeti, kas paredzēti medicīniskai lietošanai. Arī asins banku somas ir izgatavotas no caurspīdīga PVC.

Tā kā PVC ir pieejams, izturīgs un ūdensnecaurlaidīgs, tas ir ideāli piemērots lietusmēteļiem, zābakiem un dušas aizkariem.

Atsauces

1. Wikipedia. (2018). Polivinilhlorīds. Saņemts 2018. gada 1. maijā no: en.wikipedia.org
2. Enciklopēdijas Britannica redaktori. (2018). Polivinilhlorīds. Saņemts 2018. gada 1. maijā no: britannica.com
3. Arjens Seventers. PVC vēsture. Saņemts 2018. gada 1. maijā no: pvc.org
4. Arjens Seventers. PVC fizikālās īpašības. Saņemts 2018. gada 1. maijā no: pvc.org
5. Lielbritānijas plastmasas federācija. (2018). Polivinilhlorīda PVC. Saņemts 2018. gada 1. maijā no: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Polivinilhlorīda (PVC) īpašības. . Saņemts 2018. gada 1. maijā no: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polivinilhlorīds. Iegūts 2018. gada 1. maijā no vietnes Chemicalsafetyfacts.org
8. Pols Gojats. (2018). Plastmasas caurules. . Saņemts 2018. gada 1. maijā no: commons.wikimedia.org