POLYVINYLKLORID: HISTORIE, STRUKTUR, EGENSKAPER OG BRUKSOMRÅDER - KJEMI - 2026

Den Polyvinylklorid er en polymer som har industriell anvendelse begynte å utvikle seg på de begynnelsen av det tyvende århundre, blant annet som følge av sin lave pris, holdbarhet, bestandighet og dens termisk og elektrisk isolasjon, blant andre grunner. Dette har gjort det mulig å fortrenge metaller i en rekke bruksområder og bruk.

Som navnet tilsier, består den av repetisjon av mange vinylkloridmonomerer, og danner en polymerkjede. Både klor- og vinylatomer gjentar seg n ganger i polymeren, så det kan også kalles polyvinylklorid (PVC).

I tillegg er det en formbar forbindelse, så den kan brukes til å bygge mange deler av forskjellige former og størrelser. PVC er motstandsdyktig mot korrosjon hovedsakelig på grunn av oksidasjon. Derfor er det ingen risiko i eksponering for miljøet.

Som et negativt punkt kan holdbarheten til PVC være årsaken til et problem, fordi akkumulering av avfallet kan være bidragsytere til miljøforurensningen som har påvirket planeten så mye i flere år.

Historie om polyvinylklorid (PVC)

I 1838 oppdaget den franske fysikeren og kjemikeren Henry V. Regnault polyvinylklorid. Senere utsatte den tyske forskeren Eugen Baumann (1872) en flaske vinylklorid for sollys og observerte utseendet til et fast hvitt materiale: det var polyvinylklorid.

På begynnelsen av 1900-tallet prøvde den russiske forskeren Ivan Ostromislansky og den tyske forskeren Frank Klatte fra det tyske kjemiske selskapet Griesheim-Elektron å finne kommersielle bruksområder for polyvinylklorid. De endte opp med frustrasjon, fordi noen ganger var polymeren stiv og andre ganger var den sprø.

I 1926 lyktes Waldo Semon, en forsker som jobbet for BF Goodrich Company i Akron, Ohio, med å lage en fleksibel, vanntett, brannsikker plast som er i stand til å feste seg til metall. Dette var målet selskapet ønsket, og det var den første industrielle bruken av polyvinylklorid.

Produksjonen av polymeren ble intensivert under andre verdenskrig, da den ble brukt til belegg for kabling av krigsskip.

Kjemisk struktur

Det øvre bildet illustrerer polymerkjeden av polyvinylklorid. De svarte kulene tilsvarer karbonatomene, de hvite til hydrogenatomene og de grønne til kloratomene.

Fra dette perspektivet har kjeden to overflater: en av klor og en av hydrogen. Dets tredimensjonale arrangement er lettest mulig visualisert fra vinylkloridmonomeren, og måten den danner bindinger med andre monomerer for å skape kjeden:

Her består en streng av n enheter, som er lukket i parentes. Cl-atomet peker ut av flyet (svart kile), selv om det også kan peke bak det, sett med de grønne kulene. H-atomene er orientert nedover og kan sees på samme måte med polymerstrukturen.

Selv om kjeden bare har enkeltbindinger, kan de ikke rotere fritt på grunn av den steriske (romlige) hindringen av Cl-atomer.

Hvorfor? Fordi de er veldig klumpete og ikke har nok plass til å rotere i andre retninger. Hvis de gjorde det, ville de "slå" med nabolandet H-atomer.

Egenskaper

Evne til å retardere brann

Denne egenskapen skyldes tilstedeværelsen av klor. Antennelsestemperaturen på PVC er 455 ° C, så risikoen for å brenne og starte brann er lav.

I tillegg er varmen som frigjøres av PVC ved forbrenning mindre, ettersom den produseres av isopor og polyetylen, to av de mest brukte plastmaterialene.

Varighet

Under normale forhold er den faktoren som påvirker produktets holdbarhet mest dets motstand mot oksidasjon.

PVC har kloratomer festet til karbonene i kjedene, noe som gjør det mer motstandsdyktig mot oksidasjon enn plast som bare har karbon og hydrogenatomer i strukturen.

Undersøkelsen av PVC-rør begravet i 35 år, utført av Japan PVC Pipe & Fitting Association, viste ingen forverring i disse. Selv styrken er sammenlignbar med nye PVC-rør.

Mekanisk stabilitet

PVC er et kjemisk stabilt materiale som viser liten endring i molekylstruktur og mekanisk styrke.

Det er et langkjedet viskoelastisk materiale, mottagelig for deformasjon ved kontinuerlig påføring av en ytre kraft. Imidlertid er dens deformasjon lav, siden den gir en begrensning i dens molekylære mobilitet.

Bearbeiding og formbarhet

Behandlingen av et termoplastisk materiale avhenger av dets viskositet når det smeltes eller smeltes. Under denne tilstanden er viskositeten til PVC høy, og dens oppførsel er lite avhengig av temperatur og den er stabil. Av denne grunn kan PVC brukes til å produsere store produkter og forskjellige former.

Kjemisk og oljebestandighet

PVC er motstandsdyktig mot syrer, alkalier og nesten alle uorganiske forbindelser. PVC deformeres eller oppløses i aromatiske hydrokarboner, ketoner og sykliske etere, men er motstandsdyktige mot andre organiske løsningsmidler, så som alifatiske hydrokarboner og halogenerte hydrokarboner. Dessuten er dens motstand mot oljer og fett god.

Egenskaper

tetthet

1,38 g / cm ³

Smeltepunkt

Mellom 100 ºC og 260 ºC.

Prosentandel av vannopptak

0% på 24 timer

På grunn av sin kjemiske sammensetning er PVC i stand til å blandes med sammensatte tall under fremstillingen.

Ved å variere mykgjøringsmidlene og tilsetningsstoffene som brukes i dette trinnet, kan man oppnå forskjellige typer PVC med en rekke egenskaper, så som fleksibilitet, elastisitet, motstand mot påvirkning og forhindring av bakterievekst.

applikasjoner

PVC er et billig og allsidig materiale som brukes innen konstruksjon, helsevesen, elektronikk, biler, rør, belegg, blodposer, plastprober, kabelisolasjon, etc.

Det brukes i mange aspekter av konstruksjonen på grunn av sin styrke, motstand mot oksidasjon, fuktighet og slitasje. PVC er ideell for kledning, for vinduskarmer, tak og gjerder.

Det har vært spesielt nyttig ved konstruksjon av rør, siden dette materialet ikke gjennomgår korrosjon og bruddhastigheten bare er 1% av det for smeltede metallsystemer.

Tåler endringer i temperatur og luftfuktighet og kan brukes i ledningene som utgjør belegget.

PVC brukes i emballasjen til forskjellige produkter, for eksempel drageer, kapsler og andre artikler til medisinsk bruk. Også blodbankposer er laget av gjennomsiktig PVC.

Fordi PVC er rimelig, holdbart og vanntett, er det ideelt for regnfrakker, støvler og dusjforheng.

referanser

1. Wikipedia. (2018). Polyvinylklorid. Hentet 1. mai 2018, fra: en.wikipedia.org
2. Redaktørene av Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylklorid. Hentet 1. mai 2018, fra: britannica.com
3. Arjen Sevenster. Historien til PVC. Hentet 1. mai 2018, fra: pvc.org
4. Arjen Sevenster. PVCs fysiske egenskaper. Hentet 1. mai 2018, fra: pvc.org
5. British Plastics Federation. (2018). Polyvinylklorid PVC. Hentet 1. mai 2018, fra: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinylklorid (PVC) egenskaper. . Hentet 1. mai 2018, fra: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylklorid. Hentet 1. mai 2018, fra: chemicalafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Plastrør. . Hentet 1. mai 2018, fra: commons.wikimedia.org