POLYVINYYLIKLORIDI: HISTORIA, RAKENNE, OMINAISUUDET JA KÄYTÖT - KEMIA - 2026

Polyvinyylikloridi on polymeeri, jonka teollinen käyttö alkoi kehittyä alussa vuosisadan, johtuen muun muassa sen alhaiset kustannukset, kestävyys, kestävyys ja sen lämpö- ja sähkö- eristys, muiden syiden. Tämä on mahdollistanut sen syrjäyttää metallit lukuisissa sovelluksissa ja käytössä.

Kuten nimensä osoittaa, se koostuu monien vinyylikloridimonomeerien toistamisesta muodostaen polymeeriketjun. Sekä kloori- että vinyyliatomit toistuvat n kertaa polymeerissä, minkä vuoksi sitä voidaan kutsua myös polyvinyylikloridiksi (PVC).

Lisäksi se on muovattava yhdiste, joten sitä voidaan käyttää rakentamaan lukuisia erimuotoisia ja -kokoisia kappaleita. PVC kestää korroosiota pääasiassa hapettumisen vuoksi. Siksi sen altistumiselle ympäristölle ei ole vaaraa.

Negatiivisena seikkana PVC: n kestävyys voi olla ongelman syy, koska sen jätteiden kertyminen voi osaltaan vaikuttaa ympäristön saastumiseen, joka on vaikuttanut planeettaan niin paljon useiden vuosien ajan.

Polyvinyylikloridin (PVC) historia

Ranskalainen fyysikko ja kemisti Henry V. Regnault löysi vuonna 1838 polyvinyylikloridin. Myöhemmin saksalainen tutkija Eugen Baumann (1872) paljasti vinyylikloridipullon auringonvalolle ja havaitsi kiinteän valkoisen materiaalin esiintymisen: se oli polyvinyylikloridia.

1900-luvun alussa venäläinen tutkija Ivan Ostromislansky ja saksalainen tutkija Frank Klatte saksalaisesta kemikaaliyhtiö Griesheim-Elektronistä yrittivät löytää kaupallisia sovelluksia polyvinyylikloridille. Ne lopulta turhautuivat, koska joskus polymeeri oli jäykkä ja toisinaan hauras.

Vuonna 1926 Ohio: n Akronissa, BF Goodrich Company -yrityksessä työskentelevä tiedemies Waldo Semon onnistui luomaan joustavan, vedenpitävän, palonkestävän muovin, joka pystyy sitoutumaan metalliin. Tämä oli yrityksen tavoite ja se oli ensimmäinen polyvinyylikloridin teollisuuskäyttö.

Polymeerin valmistus tiivistyi toisen maailmansodan aikana, koska sitä käytettiin sota-alusten johdotuksen päällystämiseen.

Kemiallinen rakenne

Yläkuva kuvaa polyvinyylikloridin polymeeriketjua. Mustat pallot vastaavat hiiliatomeja, valkoiset vetyatomeja ja vihreät klooriatomeja.

Tästä näkökulmasta ketjulla on kaksi pintaa: toinen kloorista ja toinen vedystä. Sen kolmiulotteinen järjestely on helpoimmin visualisoitu vinyylikloridimonomeeristä ja tapa, jolla se muodostaa sidoksia muiden monomeerien kanssa ketjun luomiseksi:

Tässä merkkijono koostuu n yksiköstä, jotka on suljettu sulkuihin. Cl-atomi osoittaa ulos tasosta (musta kiila), vaikka se voi osoittaa myös sen taakse, kuten vihreillä palloilla näkyy. H-atomit ovat suunnattu alaspäin ja ne voidaan nähdä samalla tavalla polymeerirakenteen kanssa.

Vaikka ketjussa on vain yksittäisiä sidoksia, ne eivät voi pyöriä vapaasti Cl-atomien steerisen (spatiaalisen) esteen takia.

Miksi? Koska ne ovat erittäin tilaa vieviä ja niillä ei ole tarpeeksi tilaa pyöriä muihin suuntiin. Jos he tekisivät, he "osuisivat" naapurimaiden H-atomien kanssa.

ominaisuudet

Kyky hidastaa tulta

Tämä ominaisuus johtuu kloorin läsnäolosta. PVC: n syttymislämpötila on 455 ° C, joten palamis- ja tulipalon vaara on pieni.

Lisäksi PVC: n vapauttama lämpö polttaessa on vähemmän, koska sitä tuottavat polystyreeni ja polyeteeni, kaksi yleisimmin käytettyä muovimateriaalia.

Kestävyys

Normaaliolosuhteissa tekijä, joka vaikuttaa eniten tuotteen kestävyyteen, on sen hapettumiskestävyys.

PVC: ssä on klooriatomeja kiinnittyneinä hiileihin ketjuissaan, mikä tekee siitä hapettumisenkestävämmän kuin muovit, joiden rakenteessa on vain hiili- ja vetyatomeja.

Japanin PVC-putkien ja liitosten liiton suorittama 35 vuodeksi haudattujen PVC-putkien tutkimus ei osoittanut niiden huonontumista. Jopa sen lujuus on verrattavissa uusiin PVC-putkiin.

Mekaaninen vakaus

PVC on kemiallisesti vakaa materiaali, jolla on vain vähän muutoksia sen molekyylirakenteessa ja mekaanisessa lujuudessa.

Se on pitkäketjuinen viskoelastinen materiaali, joka on alttiina muodonmuutoksille jatkuvan ulkoisen voiman vaikutuksesta. Sen muodonmuutos on kuitenkin vähäinen, koska se rajoittaa sen molekyylin liikkuvuutta.

Jalostus ja muovattavuus

Termoplastisen materiaalin prosessointi riippuu sen viskositeetista, kun se sulataan tai sulatetaan. Tässä olosuhteissa PVC: n viskositeetti on korkea, sen käyttäytyminen on vähän riippuvainen lämpötilasta ja se on vakaa. Tästä syystä PVC: tä voidaan käyttää suurten tuotteiden ja vaihtelevien muotojen valmistukseen.

Kemiallinen ja öljykestävyys

PVC kestää happoja, emäksiä ja melkein kaikkia epäorgaanisia yhdisteitä. PVC deformoituu tai liukenee aromaattisissa hiilivedyissä, ketoneissa ja syklisissä eettereissä, mutta kestää muita orgaanisia liuottimia, kuten alifaattisia hiilivetyjä ja halogenoituja hiilivetyjä. Lisäksi sen vastustuskyky öljyille ja rasvoille on hyvä.

ominaisuudet

Tiheys

1,38 g / cm ³

Sulamispiste

100 - 260 ºC.

Prosenttiosuus veden imeytymisestä

0% 24 tunnissa

Kemiallisen koostumuksensa ansiosta PVC pystyy sekoittumaan komposiittilukuihin valmistuksen aikana.

Sitten, vaihtamalla tässä vaiheessa käytettyjä pehmitteitä ja lisäaineita, voidaan saada erityyppisiä PVC: tä, joilla on erilaisia ​​ominaisuuksia, kuten joustavuus, kimmoisuus, kestävyys iskuihin ja bakteerien kasvun estäminen.

Sovellukset

PVC on edullinen ja monipuolinen materiaali, jota käytetään rakentamisessa, terveydenhuollossa, elektroniikassa, autoissa, putkissa, pinnoitteissa, verisäkeissä, muovisissa koettimissa, kaapelin eristyksessä jne.

Sitä käytetään monissa rakentamisen näkökohdissa sen lujuuden, hapettumiskestävyyden, kosteuden ja hankauksen vuoksi. PVC on ihanteellinen verhoukseen, ikkunoiden kehyksiin, kattoihin ja aitoihin.

Se on ollut erityisen hyödyllinen putkien rakentamisessa, koska tämä materiaali ei läpäise korroosiota ja sen murtumisnopeus on vain 1% sulan metallin järjestelmien vastaavasta.

Kestää lämpötilan ja kosteuden muutoksia, ja sitä voidaan käyttää johtimissa, jotka muodostavat sen pinnoitteen.

PVC: tä käytetään erilaisten tuotteiden, kuten dražeiden, kapseleiden ja muiden lääketieteelliseen käyttöön tarkoitettujen tuotteiden, pakkauksissa. Myös veripankkipussit on valmistettu läpinäkyvästä PVC: stä.

Koska PVC on edullinen, kestävä ja vedenpitävä, se sopii erinomaisesti sadetakkiin, saappaisiin ja suihkuverhoihin.

Viitteet

1. Wikipedia. (2018). Polyvinyylikloridi. Haettu 1. toukokuuta 2018, osoitteesta: en.wikipedia.org
2. Encyclopaedia Britannican toimittajat. (2018). Polyvinyylikloridi. Haettu 1. toukokuuta 2018, osoitteesta: britannica.com
3. Arjen Sevenster. PVC: n historia. Haettu 1. toukokuuta 2018, osoitteesta: pvc.org
4. Arjen Sevenster. PVC: n fysikaaliset ominaisuudet. Haettu 1. toukokuuta 2018, osoitteesta: pvc.org
5. British Plastics Federation. (2018). Polyvinyylikloridi-PVC. Haettu 1. toukokuuta 2018, osoitteesta: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinyylikloridin (PVC) ominaisuudet.. Haettu 1. toukokuuta 2018, osoitteesta: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinyylikloridi. Haettu 1. toukokuuta 2018, osoitteesta: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Muoviputket.. Haettu 1. toukokuuta 2018, osoitteesta: commons.wikimedia.org