Vinil policlorid: istorie, structura chimică, proprietăți și utilizări

Clorura de polivinil este un polimer a cărui utilizare industrială a început să se dezvolte la începutul secolului al XX-lea, printre altele datorită costului redus, durabilității sale, rezistenței sale și capacității de izolare termică și electrică, printre alte motive. Acest lucru ia permis să înlocuiască metalele în numeroase aplicații și utilizări.

După cum sugerează și numele, aceasta constă în repetarea multor monomeri de clorură de vinil, formând un lanț polimeric. Atât atomii de clor cât și vinilul se repetă n ori în polimer, deci se poate numi și clorura de polivinil (PVC).

În plus, este un compus turnat, deci poate fi folosit pentru a construi numeroase bucăți de diferite forme și dimensiuni. PVC este rezistent la coroziune datorită în principal oxidării. Prin urmare, nu există nici un risc în expunerea dvs. la mediul înconjurător.

Ca punct negativ, durabilitatea PVC poate fi o cauză a unei probleme, deoarece acumularea deșeurilor sale poate contribui la poluarea mediului care a afectat planeta de mai mulți ani.

Istoria clorurii de polivinil (PVC)

În 1838, fizicianul și chimistul francez Henry V. Regnault au descoperit clorură de polivinil. Mai târziu, omul de știință german Eugen Baumann (1872) a expus o sticlă cu clorură de vinil la lumina soarelui și a observat aspectul unui material alb solid: a fost clorură de polivinil.

La începutul secolului XX, omul de știință rus Ivan Ostromislansky și omul de știință german Frank Klatte, de la German Chemical Company Griesheim-Elektron, au încercat să găsească aplicații comerciale pentru clorură de polivinil. Au ajuns frustrați, pentru că uneori polimerul era rigid, iar alteori era fragil.

În 1926, Waldo Semon, un om de știință care a lucrat pentru compania BF Goodrich din Akron, Ohio, a creat un material flexibil din plastic, impermeabil, rezistent la foc și capabil să se leagă de metal. Acesta a fost scopul urmărit de companie și a constituit prima utilizare industrială a clorurii de polivinil.

Fabricarea polimerului sa intensificat în timpul celui de-al doilea război mondial, deoarece a fost folosită pentru acoperirea cablurilor navelor de război.

Structura chimică

Lanțul polimeric al clorurii de polivinil este ilustrat în imaginea superioară. Sferele negre corespund atomilor de carbon, sferele albe corespund atomilor de hidrogen, iar sferele verzi corespund atomilor de clor.

Din această perspectivă, lanțul are două suprafețe: unul de clor și altul de hidrogen. Aranjamentul său tridimensional este cel mai ușor de vizualizat din monomerul de clorură de vinil și modul în care acesta formează legături cu alți monomeri pentru a crea lanțul:

Aici, un șir este alcătuit din unități n, care sunt închise în paranteze. Atomul Cl indică din plan (pană neagră), deși poate și să se îndrepte în spatele acestuia, așa cum se vede cu sfere verzi. Atomii H sunt orientați în jos și, în același mod, pot fi verificați cu structura polimerului.

Deși lanțul are doar legături simple, acestea nu se pot roti liber datorită impedimentului steric (spațial) al atomilor de Cl.

De ce? Deoarece sunt foarte voluminoase și nu au suficient spațiu pentru a se roti în alte direcții. Dacă s-ar fi întâmplat, ar fi "lovit" cu atomii H vecini.

proprietăţi

Capacitatea de a întârzia focul

Această proprietate se datorează prezenței clorului. Temperatura de aprindere a PVC-ului este de 455 ° C, astfel încât riscul de ardere și declanșarea unui incendiu este scăzut.

În plus, căldura eliberată de PVC atunci când arde este mai mică atunci când este produsă de polistiren și polietilenă, două dintre cele mai utilizate materiale plastice.

durabilitate

În condiții normale, factorul care influențează cel mai mult durabilitatea unui produs este rezistența la oxidare.

PVC prezintă atomi de clor legați de carbonii lanțurilor, ceea ce îl face mai rezistent la oxidare decât materialele plastice care au în structură doar atomi de carbon și hidrogen.

Examinarea țevilor din PVC îngropate timp de 35 de ani, realizate de Asociația de Țevi din PVC din Japonia, nu a arătat nici o deteriorare a acestora. Chiar și puterea sa este comparabilă cu cea a țevilor din PVC noi.

Stabilitate mecanică

PVC este un material stabil din punct de vedere chimic care arată puține schimbări în structura moleculară și rezistența mecanică.

Este un material viscoelastic cu lanț lung, susceptibil de deformare prin aplicarea continuă a unei forțe externe. Cu toate acestea, deformarea sa este scăzută, deoarece prezintă o limitare a mobilității sale moleculare.

Prelucrare și turnare

Prelucrarea unui material termoplastic depinde de vâscozitatea sa atunci când este topită sau topită. În această condiție, viscozitatea PVC-ului este ridicată, comportamentul său fiind puțin dependent de temperatură și este stabil. Din acest motiv, cu PVC pot produce produse de dimensiuni mari și forme variabile.

Rezistență la substanțe chimice și uleiuri

PVC este rezistent la acizi, alcalii și aproape toți compușii anorganici. PVC se deformează sau se dizolvă în hidrocarburi aromatice, cetone și eteri ciclici, dar este rezistent la alți solvenți organici, cum ar fi hidrocarburile alifatice și hidrocarburile halogenate. De asemenea, rezistența la uleiuri și grăsimi este bună.

proprietăţi

densitate

1, 38 g / cm3

Punctul de topire

Între 100 ºC și 260 ºC.

Procentul de absorbție a apei

0% în 24 de ore

Datorită compoziției sale chimice, PVC este capabil să se amestece cu numerele compuse în timpul fabricării.

Apoi, prin modificarea plastifianților și a aditivilor utilizați în această etapă, pot fi obținute diferite tipuri de PVC cu o serie de proprietăți, cum ar fi flexibilitatea, elasticitatea, rezistența la impact și prevenirea creșterii bacteriene, printre altele.

aplicații

PVC este un material economic și versatil care se folosește în construcții, îngrijire medicală, electronică, automobile, țevi, acoperiri, pungi de sânge, sonde de plastic, izolație de cablu etc.

Se folosește în mai multe aspecte ale construcției datorită rezistenței, rezistenței la oxidare, umidității și abraziunii. PVC este ideal pentru placare, pentru rama de ferestre, plafoane și garduri.

Acesta a fost deosebit de util în construcția de instalații sanitare, deoarece acest material nu are coroziune, iar rata de rupere este de numai 1% din cea a sistemelor metalice topite.

Susține schimbările de temperatură și umiditate, fiind capabil să se folosească la cablajul care constituie acoperirea sa.

PVC este utilizat în ambalarea diferitelor produse, cum ar fi drajeuri, capsule și alte elemente de uz medical. De asemenea, pungile de sânge sunt construite cu un PVC transparent.

Deoarece PVC este accesibil, durabil și rezistent la apă, este ideal pentru impermeabile, cizme și perdele de duș.