POLYVINYLCHLORID: HISTÓRIA, ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI A POUŽITIA - CHÉMIA - 2025

Polyvinylchloridu je polymér, ktorého priemyselné použitie sa začala rozvíjať v na začiatku dvadsiateho storočia, v dôsledku okrem iného jeho nízkej cene, trvanlivosť, odolnosť a jej tepelnú a elektrickú izoláciu, mimo iných dôvodov. To mu umožnilo vytesniť kovy pri mnohých aplikáciách a použití.

Ako už názov napovedá, pozostáva z opakovania mnohých monomérov vinylchloridu, čím sa vytvorí polymérny reťazec. Atómy chlóru a vinylu sa v polyméri opakujú n-krát, takže ho možno tiež nazvať polyvinylchlorid (PVC).

Okrem toho je to formovateľná hmota, takže sa dá použiť na výrobu mnohých kusov rôznych tvarov a veľkostí. PVC je odolné voči korózii hlavne kvôli oxidácii. Pri vystavení životnému prostrediu preto nehrozí žiadne riziko.

Negatívom je, že trvanlivosť PVC môže byť príčinou problému, pretože nahromadenie jeho odpadu môže prispievať k znečisťovaniu životného prostredia, ktoré tak veľa rokov zasiahlo planétu.

História polyvinylchloridu (PVC)

V roku 1838 francúzsky fyzik a chemik Henry V. Regnault objavil polyvinylchlorid. Nemecký vedec Eugen Baumann (1872) neskôr vystavil slnečnému žiareniu fľašu vinylchloridu a pozoroval vzhľad pevného bieleho materiálu: bol to polyvinylchlorid.

Začiatkom 20. storočia sa ruský vedec Ivan Ostromislansky a nemecký vedec Frank Klatte z nemeckej chemickej spoločnosti Griesheim-Elektron snažili nájsť komerčné aplikácie pre polyvinylchlorid. Skončili frustrovaní, pretože niekedy bol polymér tuhý a inokedy bol krehký.

V roku 1926 sa Waldo Semon, vedec pracujúci pre spoločnosť BF Goodrich v Akrone v štáte Ohio, podarilo vytvoriť flexibilný, vode odolný, ohňovzdorný plast schopný viazať sa na kov. To bol cieľ, ktorý spoločnosť sledovala, a išlo o prvé priemyselné použitie polyvinylchloridu.

Výroba polyméru sa počas druhej svetovej vojny zintenzívnila, pretože sa používala na poťahovanie elektroinštalácie vojnových lodí.

Chemická štruktúra

Horný obrázok znázorňuje polymérny reťazec polyvinylchloridu. Čierne gule zodpovedajú atómom uhlíka, biele atómy vodíka a zelené atómy chlóru.

Z tohto hľadiska má reťazec dva povrchy: jeden z chlóru a jeden z vodíka. Jeho trojrozmerné usporiadanie sa najľahšie vizualizuje z monoméru vinylchloridu a zo spôsobu, akým vytvára väzby s inými monomérmi, aby sa vytvoril reťazec:

V tomto prípade je reťazec tvorený n jednotkami, ktoré sú uzavreté v zátvorkách. Atóm Cl ukazuje z roviny (čierny klin), aj keď môže tiež ukazovať za ním, ako je vidieť na zelených guľách. Atómy H sú orientované smerom nadol a je možné ich vidieť rovnakým spôsobom s polymérnou štruktúrou.

Aj keď má reťazec iba jednoduché väzby, nemôže sa voľne otáčať kvôli stérickej (priestorovej) prekážke atómov uhlíka.

Prečo? Pretože sú veľmi objemné a nemajú dostatok priestoru na to, aby sa otáčali inými smermi. Keby to urobili, „zasiahli by“ susedné atómy H.

vlastnosti

Schopnosť retardovať oheň

Táto vlastnosť je spôsobená prítomnosťou chlóru. Teplota vznietenia PVC je 455 ° C, takže riziko popálenia a zapálenia je nízke.

Okrem toho teplo uvoľňované PVC pri horení je menšie, pretože sa vyrába z polystyrénu a polyetylénu, dvoch z najpoužívanejších plastových materiálov.

trvanlivosť

Za normálnych podmienok je faktorom, ktorý najviac ovplyvňuje trvanlivosť výrobku, jeho odolnosť proti oxidácii.

PVC má atómy chlóru viazané na uhlíky vo svojich reťazcoch, čo z neho robí odolnejšie voči oxidácii ako plasty, ktoré majú vo svojej štruktúre iba atómy uhlíka a vodíka.

Preskúmanie rúr z PVC pochovaných 35 rokov, ktoré vykonalo Japonské združenie PVC a potrubia, sa v nich nezhoršilo. Dokonca aj jeho pevnosť je porovnateľná s novými rúrami z PVC.

Mechanická stabilita

PVC je chemicky stabilný materiál, ktorý vykazuje malú zmenu molekulovej štruktúry a mechanickej pevnosti.

Je to viskoelastický materiál s dlhým reťazcom, ktorý je náchylný na deformáciu nepretržitým pôsobením vonkajšej sily. Jeho deformácia je však nízka, pretože predstavuje obmedzenie molekulárnej mobility.

Spracovanie a formovateľnosť

Spracovanie termoplastického materiálu závisí od jeho viskozity, keď je roztavený alebo roztavený. Za týchto podmienok je viskozita PVC vysoká, jej správanie je málo závislé od teploty a je stabilné. Z tohto dôvodu sa môže PVC použiť na výrobu veľkých výrobkov a rôznych tvarov.

Odolnosť proti chemikáliám a olejom

PVC je odolný voči kyselinám, zásadám a takmer všetkým anorganickým zlúčeninám. PVC sa deformuje alebo rozpúšťa v aromatických uhľovodíkoch, ketónoch a cyklických éteroch, ale je odolný voči iným organickým rozpúšťadlám, ako sú alifatické uhľovodíky a halogénované uhľovodíky. Jeho odolnosť voči olejom a tukom je tiež dobrá.

vlastnosti

Hustota

1,38 g / cm ³

Bod topenia

Medzi 100 ° C a 260 ° C.

Percento absorpcie vody

0% za 24 hodín

Vďaka svojmu chemickému zloženiu je PVC schopný sa pri výrobe miešať s číslami kompozitov.

Potom zmenou zmäkčovadiel a aditív použitých v tejto fáze je možné získať rôzne typy PVC s rôznymi vlastnosťami, ako je flexibilita, elasticita, odolnosť proti nárazom a prevencia bakteriálneho rastu.

aplikácia

PVC je lacný a univerzálny materiál používaný v stavebníctve, zdravotníctve, elektronike, automobiloch, potrubiach, povlakoch, krvných vakoch, plastových sondách, izolácii káblov atď.

Používa sa v mnohých aspektoch konštrukcie vďaka svojej pevnosti, odolnosti voči oxidácii, vlhkosti a oderu. PVC je ideálne na opláštenie, na okenné rámy, strechy a ploty.

To bolo zvlášť užitočné pri konštrukcii rúrok, pretože tento materiál nepodlieha korózii a jeho rýchlosť pretrhnutia je iba 1% rýchlosti roztaveného kovu.

Odoláva zmenám teploty a vlhkosti a môže byť použitý v elektroinštalácii tvoriacej jeho povlak.

PVC sa používa na balenie rôznych výrobkov, ako sú dražé, kapsuly a iné výrobky na lekárske účely. Vrecká na krvné banky sú tiež vyrobené z priehľadného PVC.

Pretože PVC je cenovo dostupné, trvanlivé a vodotesné, je ideálny pre pláštenky, topánky a sprchové závesy.

Referencie

1. Wikipedia. (2018). Polyvinylchlorid. Zdroj: 1. mája 2018, z: en.wikipedia.org
2. Editori encyklopédie Britannica. (2018). Polyvinylchlorid. Zdroj: 1. mája 2018, z: britannica.com
3. Arjen Sevenster. História PVC. Získané 1. mája 2018, z: pvc.org
4. Arjen Sevenster. Fyzikálne vlastnosti PVC. Získané 1. mája 2018, z: pvc.org
5. Britská federácia plastov. (2018). Polyvinylchlorid PVC. Získané 1. mája 2018, z: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Vlastnosti polyvinylchloridu (PVC). , Získané 1. mája 2018, z: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylchlorid. Zdroj: 1. mája 2018, z: Chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Plastové rúrky. , Zdroj: 1. mája 2018, z: commons.wikimedia.org