POLIVINILKLORID: ZGODOVINA, STRUKTURA, LASTNOSTI IN UPORABE - KEMIJA - 2025

Polivinil klorid je polimer, katerega industrijsko uporabo začele razvijati ob v začetku dvajsetega stoletja, med drugim posledica nizke stroške, trajnost, odpornost in njegovo toplotno in električno izolacijo, med drugim tudi zaradi. To ji je omogočilo, da v številnih aplikacijah in uporabi izpodriva kovine.

Kot že ime pove, je sestavljen iz ponavljanja številnih monomerov vinilklorida, ki tvorijo polimerno verigo. Tako klorov kot vinilni atomi se v polimeru ponovijo n-krat, zato ga lahko imenujemo tudi polivinilklorid (PVC).

Poleg tega je mešanica, ki jo je mogoče oblikovati, zato jo lahko uporabimo za izdelavo številnih kosov različnih oblik in velikosti. PVC je odporen proti koroziji predvsem zaradi oksidacije. Zato pri izpostavljenosti okolju ni tveganja.

Kot negativna točka je trajnost PVC-ja lahko vzrok za težave, saj lahko kopičenje njegovih odpadkov prispeva k onesnaževanju okolja, ki že nekaj let tako prizadene planet.

Zgodovina polivinilklorida (PVC)

Leta 1838 je francoski fizik in kemik Henry V. Regnault odkril polivinilklorid. Pozneje je nemški znanstvenik Eugen Baumann (1872) izpostavil steklenico vinil klorida sončni svetlobi in opazil videz trdnega belega materiala: šlo je za polivinilklorid.

V začetku 20. stoletja sta ruski znanstvenik Ivan Ostromislansky in nemški znanstvenik Frank Klatte iz nemške kemične družbe Griesheim-Elektron poskušala najti komercialne aplikacije za polivinilklorid. Končali so frustrirani, ker je bil včasih polimer trden, drugič pa krhek.

Leta 1926 je Waldo Semon, znanstvenik, zaposlen pri podjetju BF Goodrich v Akronu v Ohiu, uspel ustvariti prožno, vodoodporno, ognjeodporno plastiko, ki se lahko veže na kovino. To je bil cilj, ki si ga je prizadevalo podjetje, in bila je prva industrijska uporaba polivinilklorida.

Proizvodnja polimera se je med drugo svetovno vojno intenzivirala, saj je bil uporabljen pri prevleki ožičenja vojnih ladij.

Kemična zgradba

Zgornja slika prikazuje polimerno verigo polivinilklorida. Črne krogle ustrezajo ogljikovim atomom, bele pa vodikovim atomom, zelene pa atomom klora.

S tega vidika ima veriga dve površini: eno iz klora in eno vodika. Njeno tridimenzionalno postavitev je najlažje prikazati iz monomera vinilklorida in način, kako tvori vezi z drugimi monomeri, da ustvari verigo:

Tu je niz sestavljen iz n enot, ki so v oklepajih. Atom Cl kaže iz ravnine (črni klin), čeprav lahko kaže tudi za njim, kot se vidi pri zelenih kroglah. H atomi so usmerjeni navzdol in jih vidimo enako kot s polimerno strukturo.

Čeprav ima veriga samo enojne vezi, se zaradi sterične (prostorske) ovire atomov Cl ne morejo prosto vrteti.

Zakaj? Ker so zelo prostorni in nimajo dovolj prostora, da bi se vrteli v drugih smereh. Če bi to storili, bi "udarili" s sosednjimi H-atomi.

Lastnosti

Sposobnost zadrževanja ognja

Ta lastnost je posledica prisotnosti klora. Temperatura vžiga PVC je 455 ° C, zato je nevarnost zgorevanja in zažiganja ognja majhna.

Poleg tega je toplota, ki jo PVC izpušča pri gorenju, manjša, saj jo proizvajata polistiren in polietilen, dva najpogosteje uporabljena plastična materiala.

Trajnost

V normalnih pogojih dejavnik, ki najbolj vpliva na trajnost izdelka, je njegova odpornost na oksidacijo.

PVC ima atome klora, vezan na ogljikove verige, zaradi česar je bolj odporen na oksidacijo kot plastika, ki ima v svoji strukturi le atome ogljika in vodika.

Pregled PVC cevi, zakopanih 35 let, ki jih je izvedlo Japonsko združenje cevovodov in cevi za PVC, se pri njih ni poslabšalo. Tudi njegova moč je primerljiva z novimi PVC cevmi.

Mehanska stabilnost

PVC je kemično stabilen material, ki kaže malo sprememb v svoji molekularni strukturi in mehanski trdnosti.

Je viskoelastični material z dolgimi verigami, ki je dovzeten za deformacije z nenehno uporabo zunanje sile. Vendar je njegova deformacija majhna, saj predstavlja omejitev njene molekularne mobilnosti.

Obdelava in oblikovanje

Predelava termoplastičnega materiala je odvisna od njegove viskoznosti, ko se tali ali topi. V tem primeru je viskoznost PVC visoka, njegovo obnašanje je malo odvisno od temperature in je stabilen. Zaradi tega se PVC lahko uporablja za izdelavo velikih izdelkov in različnih oblik.

Kemična in oljna odpornost

PVC je odporen na kisline, alkalije in skoraj vse anorganske spojine. PVC deformira ali se raztopi v aromatičnih ogljikovodikih, ketonih in cikličnih etrih, vendar je odporen na druga organska topila, kot so alifatski ogljikovodiki in halogenirani ogljikovodiki. Tudi njegova odpornost na olja in maščobe je dobra.

Lastnosti

Gostota

1,38 g / cm ³

Tališče

Med 100 ° C in 260 ° C.

Odstotek absorpcije vode

0% v 24 urah

PVC se zaradi svoje kemične sestave med proizvodnjo lahko meša s sestavljenimi številkami.

Nato lahko s spreminjanjem mehčalcev in aditivov, ki se uporabljajo v tej fazi, med drugim dobimo različne vrste PVC-ja z različnimi lastnostmi, kot so prožnost, elastičnost, odpornost na udarce in preprečevanje rasti bakterij.

Prijave

PVC je poceni in vsestranski material, ki se uporablja v gradbeništvu, zdravstvu, elektroniki, avtomobilih, cevi, prevlekah, vrečah za kri, plastičnih sondah, izolaciji kablov itd.

Uporablja se v mnogih vidikih gradnje zaradi svoje trdnosti, odpornosti na oksidacijo, vlago in abrazijo. PVC je idealen za obloge, za okenske okvirje, strehe in ograje.

Posebej je koristen pri gradnji cevi, saj ta material ne podlega koroziji, njegova stopnja razpoka pa je le 1% od stopnje staljenih kovinskih sistemov.

Vzdrži spremembe temperature in vlažnosti in se lahko uporablja v napeljavah, ki predstavljajo njegov premaz.

PVC se uporablja pri pakiranju različnih izdelkov, kot so dražeji, kapsule in drugi predmeti za medicinsko uporabo. Tudi vrečke za kri so narejene iz prozornega PVC-ja.

Ker je PVC cenovno dostopen, trpežen in vodoodporen, je idealen za dežne plašče, škornje in zavese za prho.

Reference

1. Wikipedija. (2018). Polivinilklorid. Pridobljeno 1. maja 2018 z: en.wikipedia.org
2. Uredniki Encyclopeedia Britannica. (2018). Polivinilklorid. Pridobljeno 1. maja 2018 z: britannica.com
3. Arjen Sevenster. Zgodovina PVC-ja. Pridobljeno 1. maja 2018, iz: pvc.org
4. Arjen Sevenster. Fizikalne lastnosti PVC-ja. Pridobljeno 1. maja 2018, iz: pvc.org
5. Britanska zveza za plastiko. (2018). Polivinil klorid PVC. Pridobljeno 1. maja 2018 z: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Lastnosti polivinilklorida (PVC). . Pridobljeno 1. maja 2018 z: ipolymer.com
7. Kemični varnostni učinki. (2018). Polivinilklorid. Pridobljeno 1. maja 2018 z: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Plastične cevi . Pridobljeno 1. maja 2018 z: commons.wikimedia.org