Polyvinylchlorid Historie, chemická struktura, vlastnosti a použití



polyvinylchlorid Jedná se o polymer, jehož průmyslové využití se začalo vyvíjet počátkem 20. století, mimo jiné z důvodů nízkých nákladů, trvanlivosti, odolnosti a tepelné a elektrické izolační schopnosti. To mu umožnilo vytlačit kovy v mnoha aplikacích a použití.

Jak jeho název napovídá, spočívá v opakování mnoha monomerů vinylchloridu, které tvoří polymerní řetězec. Jak atomy chloru, tak vinyl se v polymeru opakují n-krát, takže se také mohou nazývat polyvinylchloridem (polyvinylchlorid, PVC, v angličtině).

Kromě toho se jedná o tvarovatelnou směs, takže ji lze použít k výrobě mnoha kusů různých tvarů a velikostí. PVC je odolný vůči korozi způsobené především oxidací. Z toho důvodu není riziko vystavení se životnímu prostředí.

Negativní je, že životnost PVC může být příčinou problému, protože nahromadění jeho odpadu může přispět k znečišťování životního prostředí, které ovlivnilo planetu několik let..

Index

  • 1 Historie polyvinylchloridu (PVC)
  • 2 Chemická struktura
  • 3 Vlastnosti
    • 3.1 Schopnost zpomalit požár
    • 3.2 Trvanlivost
    • 3.3 Mechanická stabilita
    • 3.4 Zpracování a lisovatelnost
    • 3.5 Odolnost vůči chemikáliím a olejům
  • 4 Vlastnosti
    • 4.1 Hustota
    • 4.2 Bod tání
    • 4.3 Procento absorpce vody
  • 5 Použití
  • 6 Odkazy

Historie polyvinylchloridu (PVC)

V roce 1838 objevil francouzský fyzik a chemik Henry V. Regnault polyvinylchlorid. Později německý vědec Eugen Baumann (1872) vystavil slunečnímu záření láhev s vinylchloridem a pozoroval vzhled pevného bílého materiálu: byl to polyvinylchlorid.

Na počátku 20. století se ruský vědec Ivan Ostromislansky a německý vědec Frank Klatte z německé chemické firmy Griesheim-Elektron snažili najít komerční využití polyvinylchloridu. Oni skončili frustrovaní, protože někdy polymer byl tuhý a jindy to bylo křehké.

V 1926 Waldo Semon, vědec, který pracoval pro B. F. Goodrich společnost v Akron, Ohio, vytvořil flexibilní plast, vodotěsný, ohnivzdorný a schopný vázat se na kov. To byl cíl, který společnost hledala a představoval první průmyslové použití polyvinylchloridu.

Výroba polymeru zesílila během druhé světové války, protože to bylo používáno v povlakování vedení válečných lodí.

Chemická struktura

Polymerní řetězec polyvinylchloridu je znázorněn na horním obrázku. Černé koule odpovídají atomům uhlíku, bílé koule odpovídají atomům vodíku a zelené koule odpovídají atomům chloru..

Z tohoto pohledu má řetěz dva povrchy: jeden z chloru a druhý z vodíku. Jeho trojrozměrné uspořádání je nejsnadněji vizualizováno z monomeru vinylchloridu a způsobu, jakým vytváří vazby s jinými monomery pro vytvoření řetězce:

Zde je řetězec tvořen n jednotkami, které jsou uzavřeny v závorkách. Atom Cl ukazuje z roviny (černý klín), ačkoli to může také ukazovat za tím, jak viděný se zelenými koulí. Atomy H jsou orientovány směrem dolů a stejným způsobem mohou být kontrolovány polymerní strukturou.

Ačkoliv řetězec má pouze jednoduché vazby, nemůže se volně otáčet kvůli sterické (prostorové) překážce atomů Cl.. 

Proč? Protože jsou velmi objemné a nemají dostatek místa pro otáčení v jiných směrech. Pokud ano, budou "zasaženy" sousedními atomy H.

Vlastnosti

Schopnost zpomalit oheň

Tato vlastnost je způsobena přítomností chloru. Teplota vznícení PVC je 455 ° C, takže riziko vznícení a spuštění ohně je nízké.

Navíc teplo uvolňované PVC při spalování je menší, když je vyrobeno z polystyrenu a polyethylenu, dvou z nejpoužívanějších plastových materiálů..

Trvanlivost

Za normálních podmínek je faktorem, který nejvíce ovlivňuje životnost výrobku, jeho odolnost vůči oxidaci.

PVC má atomy chloru vázané na uhlík v řetězcích, což ho činí odolnějším vůči oxidaci než plasty, které mají ve své struktuře pouze atomy uhlíku a vodíku..

Vyšetření trubek z PVC, které byly po dobu 35 let pohřbeny, provedené společností Japan PVC Pipe & Fitting Association neukázalo žádné zhoršení těchto vlastností. I jeho pevnost je srovnatelná s novými PVC trubkami.

Mechanická stabilita

PVC je chemicky stabilní materiál, který vykazuje málo změn v molekulární struktuře a mechanické odolnosti.

Jedná se o viskoelastický materiál s dlouhým řetězcem, který je náchylný k deformaci nepřetržitým působením vnější síly. Jeho deformace je však nízká, protože představuje omezení v molekulární mobilitě.

Zpracování a tvarovatelnost

Zpracování termoplastického materiálu závisí na jeho viskozitě, když se roztaví nebo roztaví. Za těchto podmínek je viskozita PVC vysoká, její chování je málo závislé na teplotě a je stabilní. Z tohoto důvodu, s PVC může vyrábět výrobky velké velikosti a variabilních tvarů.

Odolnost vůči chemikáliím a olejům

PVC je odolný vůči kyselinám, zásadám a téměř všem anorganickým sloučeninám. PVC se deformuje nebo rozpouští do aromatických uhlovodíků, ketonů a cyklických etherů, ale je odolný vůči jiným organickým rozpouštědlům, jako jsou alifatické uhlovodíky a halogenované uhlovodíky. Také jeho odolnost vůči olejům a tukům je dobrá.

Vlastnosti

Hustota

1,38 g / cm3

Teplota tání

Mezi 100 ° C a 260 ° C.

Procento absorpce vody

0% za 24 hodin

Vzhledem ke svému chemickému složení je PVC schopno při výrobě míchat s čísly sloučenin.

Pak změnou změkčovadel a přísad používaných v tomto stupni mohou být získány různé typy PVC s řadou vlastností, jako je například flexibilita, elasticita, odolnost vůči nárazům a prevence růstu bakterií..

Použití

PVC je ekonomický a univerzální materiál, který se používá ve stavebnictví, zdravotnictví, elektronice, automobilech, trubkách, nátěrech, krevních vakech, plastových sondách, izolacích kabelů atd..

Používá se v mnoha aspektech konstrukce díky své pevnosti, odolnosti proti oxidaci, vlhkosti a oděru. PVC je ideální pro opláštění, pro rám oken, stropů a plotů.

Zvláště užitečný byl při stavbě trubek, protože tento materiál nevykazuje korozi a jeho prasklost je pouze 1% z toho, co vykazují systémy roztavených kovů..

Podporuje změny teploty a vlhkosti, které je možné použít v elektroinstalaci tvořící jeho nátěr.

PVC se používá v balení různých výrobků, jako jsou dražé, kapsle a další prvky pro lékařské účely. Také vaky na krevní banky jsou konstruovány z průhledného PVC.

Vzhledem k tomu, že PVC je cenově dostupné, odolné a vodě odolné, je ideální pro pláštěnky, boty a záclony do koupelny.

Odkazy

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinylchlorid. Získáno 1. května 2018, z: en.wikipedia.org
  2. Editoři Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylchlorid. Získáno 1. května 2018, z: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. Historie PVC. Získáno 1. května 2018, z: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. Fyzikální vlastnosti PVC. Získáno 1. května 2018, z: pvc.org
  5. Britská federace plastů. (2018). PVC PVC. Získáno 1. května 2018, z: bpf.co.uk
  6. Mezinárodní polymerová řešení Inc. - vlastnosti polyvinylchloridu (PVC). [PDF] Získáno 1. května 2018, z: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylchlorid Získáno 1. května 2018, z: chemicalafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Plastové trubky [Obrázek] Získáno 1. května 2018, z: commons.wikimedia.org