POLYVINYLKLORID: HISTORIK, STRUKTUR, EGENSKAPER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - KEMI - 2025

Den Polyvinylklorid är en polymer vars industriell användning började utvecklas vid den början av det tjugonde århundradet, bland annat beroende på dess låga kostnad, hållbarhet, motstånd och dess termisk och elektrisk isolering, bland andra skäl. Detta har gjort det möjligt att förflytta metaller i många tillämpningar och användning.

Som namnet indikerar består det av upprepningen av många vinylkloridmonomerer och bildar en polymerkedja. Både klor- och vinylatomer upprepas n gånger i polymeren, varför den också kan kallas polyvinylklorid (PVC).

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

Som en negativ punkt kan PVC: s hållbarhet vara orsaken till ett problem, eftersom ansamlingen av dess avfall kan bidra till miljöföroreningen som påverkat planeten så mycket under flera år.

Historia av polyvinylklorid (PVC)

1838 upptäckte den franska fysikern och kemisten Henry V. Regnault polyvinylklorid. Senare exponerade den tyska forskaren Eugen Baumann (1872) en flaska vinylklorid för solljus och såg 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 det tyska kemikalieföretaget Griesheim-Elektron hitta kommersiella tillämpningar för polyvinylklorid. De hamnade frustrerade, för ibland var polymeren styv och andra gånger spröd.

År 1926 lyckades Waldo Semon, en forskare som arbetade för BF Goodrich Company i Akron, Ohio, skapa en flexibel, vattentät, brandbeständig plast som kan binda till metall. Detta var företagets mål och det var den första industriella användningen av polyvinylklorid.

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

Kemisk struktur

Den övre bilden illustrerar polymerkedjan av polyvinylklorid. De svarta sfärerna motsvarar kolatomerna, de vita till väteatomerna och de gröna med kloratomerna.

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 ur planet (svart kil), även om den också kan peka bakom den, 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 de inte rotera fritt på grund av den steriska (rumsliga) hindren hos Cl-atomerna.

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

Egenskaper

Förmåga att fördröja eld

Den här egenskapen beror på närvaron av klor. Antändningstemperaturen för PVC är 455 ° C, så risken för att bränna och starta en brand är låg.

Dessutom är värmen som frigörs 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 bundna till 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 som är begravda i 35 år, utförda av Japan PVC Pipe & Fitting Association, visade ingen försämring i dessa. Till och med dess styrka är jämförbar med nya PVC-rör.

Mekanisk stabilitet

PVC är ett kemiskt stabilt material som visar liten förändring i dess molekylstruktur och mekaniska styrka.

Det är ett viskoelastiskt material med lång kedja, mottagligt för deformation genom kontinuerlig applicering av en yttre kraft. Emellertid är dess deformation låg, eftersom det ger 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 användas för att tillverka stora produkter och variabla former.

Kemisk och oljebeständighet

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

Egenskaper

Densitet

1,38 g / cm ^{^}

Smältpunkt

Mellan 100ºC och 260ºC.

Procentandel av vattenabsorption

0% på 24 timmar

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

Sedan, genom att variera mjukgörare och tillsatser som används i detta steg, kan olika typer av PVC erhållas med en rad egenskaper, såsom flexibilitet, elasticitet, motståndskraft mot påverkan och förebyggande av bakterietillväxt, bland andra.

tillämpningar

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

Det används i många konstruktionsaspekter på grund av dess styrka, motståndskraft mot oxidation, fukt och nötning. PVC är idealiskt 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 endast är 1% av den för smält metallsystem.

Tål förändringar i temperatur och luftfuktighet och kan användas i ledningarna som utgör dess beläggning.

PVC används i förpackningen av olika produkter, till exempel drageer, kapslar och andra artiklar för medicinskt bruk. Även blodpåsar är tillverkade av transparent PVC.

Eftersom PVC är prisvärd, hållbart och vattentätt är det idealiskt för regnrockar, stövlar och duschgardiner.

referenser

1. Wikipedia. (2018). Polyvinylklorid. Hämtad 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. PVC: s historia. 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 1 maj 2018, från: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinylkloridegenskaper (PVC). . Hämtad 1 maj 2018 från: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylklorid. Hämtad 1 maj 2018 från: ChemicalsFetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Plaströr. . Hämtad 1 maj 2018 från: commons.wikimedia.org