ПОЛІВІНІЛХЛОРИД: ІСТОРІЯ, СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ ТА ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Полівінілхлорид є полімер, промислове використання став розвиватися в початку двадцятого століття, з - за , серед іншого за його низьку вартість, довговічність, стійкість і його теплової та електричної ізоляцію, серед інших причин. Це дозволило йому витісняти метали в численних сферах застосування та використання.

Як вказує його назва, він складається з повторення багатьох мономерів вінілхлориду, утворюючи полімерний ланцюг. І атоми хлору, і вініл повторюються n разів у полімері, тому його також можна назвати полівінілхлоридом (ПВХ).

Крім того, це формувальний склад, тому його можна використовувати для створення численних шматків різної форми та розміру. ПВХ стійкий до корозії в основному за рахунок окислення. Тому немає ризику його впливу на навколишнє середовище.

Як негативний момент, довговічність ПВХ може стати причиною проблеми, оскільки накопичення його відходів може сприяти забрудненню навколишнього середовища, яке так сильно впливає на планету протягом кількох років.

Історія полівінілхлориду (ПВХ)

У 1838 році французький фізик і хімік Генрі В. Рено виявив полівінілхлорид. Пізніше німецький вчений Еуген Бауман (1872) виставив пляшку вінілхлориду на сонячне світло і спостерігав появу твердого білого матеріалу: це був полівінілхлорид.

На початку XX століття російський вчений Іван Остромісланський та німецький вчений Френк Клатт з Німецької хімічної компанії Griesheim-Elektron намагалися знайти комерційне застосування для полівінілхлориду. Вони зрештою були розчаровані, бо іноді полімер був жорстким, а в інший час - крихким.

У 1926 році Вальдо Семон, вчений, що працює в компанії BF Goodrich в Акроні, штат Огайо, досяг успіху створити гнучкий, водонепроникний, вогнестійкий пластик, здатний скріплюватися з металом. Це була мета, яку прагнула компанія, і це було перше промислове використання полівінілхлориду.

Виробництво полімеру активізувалося під час Другої світової війни, оскільки його застосовували при покритті електропроводки військових кораблів.

Хімічна структура

Верхнє зображення ілюструє полімерну ланцюг полівінілхлориду. Чорні сфери відповідають атомам вуглецю, білі - атомам водню, а зелені - атомам хлору.

З цього погляду ланцюг має дві поверхні: одну з хлору та одну з водню. Її тривимірне розташування найлегше візуалізується з мономеру вінілхлориду, а також спосіб формування зв'язків з іншими мономерами для створення ланцюга:

Тут рядок складається з n одиниць, які укладені в дужки. Атом Cl вказує на площину (чорний клин), хоча він також може вказувати за нею, як це видно із зеленими сферами. Атоми Н орієнтовані вниз і їх можна побачити так само, як і полімерну структуру.

Хоча ланцюг має лише поодинокі зв’язки, вони не можуть вільно обертатися через стеричні (просторові) перешкоди атомів Cl.

Чому? Тому що вони дуже громіздкі і не мають достатньо місця для обертання в інших напрямках. Якби вони це зробили, вони б "вдарили" сусідніми Н атомами.

Властивості

Можливість гальмувати вогонь

Ця властивість обумовлена ​​наявністю хлору. Температура займання ПВХ становить 455 ° C, тому ризик вигоряння та запуску пожежі низький.

Крім того, тепло, яке виділяється ПВХ при спалюванні, менше, оскільки його виробляють полістирол та поліетилен, два з найбільш широко використовуваних пластикових матеріалів.

Довговічність

У нормальних умовах фактором, який найбільше впливає на довговічність виробу, є його стійкість до окислення.

ПВХ має атоми хлору, приєднані до вуглецю у своїх ланцюгах, що робить його більш стійким до окислення, ніж пластмаси, які мають у своїй структурі лише атоми вуглецю та водню.

Експертиза труб з ПВХ, похованих протягом 35 років, проведена Японською асоціацією трубопроводів та фітингів з ПВХ, не показала погіршення їх. Навіть його міцність порівнянна з новими трубами з ПВХ.

Механічна стійкість

ПВХ є хімічно стійким матеріалом, який демонструє незначні зміни в його молекулярній структурі та механічній міцності.

Це довгов'язкий в'язкопружний матеріал, схильний до деформації при постійному застосуванні зовнішньої сили. Однак його деформація є низькою, оскільки це обмежує молекулярну рухливість.

Обробка та формуваність

Обробка термопластичного матеріалу залежить від його в'язкості при його розплаві або плавленні. За цієї умови в'язкість ПВХ висока, його поведінка мало залежить від температури і він стабільний. З цієї причини ПВХ можна використовувати для виготовлення великих виробів і змінної форми.

Хімічна та нафтостійкість

ПВХ стійкий до дії кислот, лугів і майже всіх неорганічних сполук. ПВХ деформується або розчиняється в ароматичних вуглеводнях, кетонах та циклічних ефірах, але стійкий до інших органічних розчинників, таких як аліфатичні вуглеводні та галогеновані вуглеводні. Також хороша його стійкість до олій та жирів.

Властивості

Щільність

1,38 г / см ³

Точка плавлення

Між 100ºC і 260ºC.

Відсоток водопоглинання

0% за 24 години

Завдяки своєму хімічному складу ПВХ здатний змішуватися з композиційними номерами під час виготовлення.

Потім, варіюючи пластифікатори та добавки, що застосовуються на цій стадії, можна отримати різні типи ПВХ з різноманітними властивостями, такими як гнучкість, еластичність, стійкість до впливів та запобігання росту бактерій.

Програми

ПВХ - це недорогий і універсальний матеріал, який використовується в будівництві, охороні здоров'я, електроніці, автомобілях, трубах, покриттях, мішках для крові, пластикових зондах, ізоляції кабелю тощо.

Він використовується в багатьох аспектах будівництва завдяки своїй міцності, стійкості до окислення, вологи та стирання. ПВХ ідеально підходить для облицювання, для віконних рам, дахів і огорож.

Це особливо корисно при будівництві труб, оскільки цей матеріал не зазнає корозії, а його швидкість розриву становить лише 1% від рівня розплавлених металевих систем.

Витримує зміни температури і вологості, і їх можна використовувати в електропроводці, що становить її покриття.

ПВХ використовується в упаковці різних продуктів, таких як драже, капсули та інші предмети для медичного використання. Також сумки банку крові виготовляються з прозорого ПВХ.

Оскільки ПВХ доступний, довговічний і водонепроникний, він ідеально підходить для плащів, черевиків і штор для душу.

Список літератури

1. Вікіпедія. (2018). Полівініл хлорид. Отримано 1 травня 2018 року з: en.wikipedia.org
2. Редактори Encyclopeedia Britannica. (2018). Полівініл хлорид. Отримано 1 травня 2018 року з: britannica.com
3. Аржен Севестер. Історія ПВХ. Отримано 1 травня 2018 року з: pvc.org
4. Аржен Севестер. Фізичні властивості ПВХ. Отримано 1 травня 2018 року з: pvc.org
5. Британська федерація пластмас. (2018). Полівінілхлорид ПВХ. Отримано 1 травня 2018 року з: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Властивості полівінілхлориду (ПВХ). . Отримано 1 травня 2018 року з: ipolymer.com
7. Хімічна безпека (2018). Полівініл хлорид. Отримано 1 травня 2018 року з: chemicalsafetyfacts.org
8. Пол Гойет. (2018). Пластикові трубки. . Отримано 1 травня 2018 року з: commons.wikimedia.org