Sejarah Polyvinyl chloride, struktur kimia, sifat dan kegunaan



The polivinil klorida Ia adalah polimer yang penggunaan perindustrian mula berkembang pada permulaan abad ke-20, disebabkan oleh aspek-aspek lain untuk kos rendahnya, ketahanannya, ketahanannya dan kapasiti penebat haba dan elektrik, antara sebab lain. Ini telah membolehkan ia untuk menggantikan logam dalam pelbagai aplikasi dan penggunaan.

Seperti namanya, ia terdiri daripada pengulangan banyak monomer vinil klorida, membentuk rantaian polimer. Kedua-dua atom klorin dan vinil diulangi n kali dalam polimer, jadi ia juga boleh dipanggil polyvinyl chloride (polivinil klorida, PVC, dalam bahasa Inggeris).

Di samping itu, ia adalah sebatian yang boleh dibentuk, jadi ia boleh digunakan untuk membina pelbagai keping bentuk dan saiz yang berbeza. PVC tahan kakisan disebabkan terutamanya oleh pengoksidaan. Oleh itu, tidak ada risiko dalam pendedahannya kepada alam sekitar.

Sebagai titik negatif, ketahanan PVC boleh menjadi punca masalah, kerana pengumpulan sisanya boleh menjadi penyumbang kepada pencemaran alam sekitar yang telah menjejaskan planet ini selama beberapa tahun..

Indeks

  • 1 Sejarah polivinil klorida (PVC)
  • 2 Struktur kimia
  • 3 Hartanah
    • 3.1 Keupayaan untuk menghalang kebakaran
    • 3.2 Ketahanan
    • 3.3 Kestabilan mekanikal
    • 3.4 Memproses dan membentuk
    • 3.5 Rintangan terhadap bahan kimia dan minyak
  • 4 Hartanah
    • 4.1 Kepadatan
    • 4.2 Titik lebur
    • 4.3 Peratus penyerapan air
  • 5 Kegunaan
  • 6 Rujukan

Sejarah polivinil klorida (PVC)

Pada tahun 1838, ahli fizik dan kimia Perancis, Henry V. Regnault menemui polyvinyl chloride. Kemudian, saintis Jerman Eugen Baumann (1872) mendedahkan botol dengan vinil klorida ke sinar matahari dan memerhatikan penampilan bahan putih pepejal: ia adalah polivinil klorida.

Pada awal abad ke-20, saintis Rusia Ivan Ostromislansky dan saintis Jerman Frank Klatte, dari Syarikat Kimia Jerman, Griesheim-Elektron, cuba mencari aplikasi komersil untuk polyvinyl chloride. Mereka akhirnya kecewa, kerana kadang-kadang polimer adalah kaku dan masa-masa lain ia rapuh.

Pada tahun 1926, Waldo Semon, seorang saintis yang bekerja di Syarikat B. F. Goodrich di Akron, Ohio, mencipta plastik fleksibel, kalis air, tahan api dan mampu mengikat logam. Ini adalah matlamat yang dicari oleh syarikat dan merupakan penggunaan perindustrian polyvinyl klorida pertama.

Pembuatan polimer yang semakin intensif semasa Perang Dunia II, kerana ia digunakan dalam salutan kapal perang kapal.

Struktur kimia

Rantai polimer polivinil klorida digambarkan dalam imej atas. Lingkaran hitam sesuai dengan atom karbon, bola putih sesuai dengan atom hidrogen dan bola hijau sesuai dengan atom klorin.

Dari perspektif ini, rantai mempunyai dua permukaan: satu klorin dan satu lagi hidrogen. Susunan tiga dimensinya paling mudah divisualisasikan dari monomer vinil klorida, dan cara di mana ia membentuk ikatan dengan monomer lain untuk membuat rantai:

Di sini, rentetan terdiri daripada unit n, yang disertakan dalam tanda kurung. Atom Cl menunjuk keluar dari pesawat (baji hitam), walaupun ia juga boleh menunjukkan di belakangnya, seperti yang dilihat dengan bola hijau. Atom H berorientasikan ke bawah dan, dengan cara yang sama, boleh diperiksa dengan struktur polimer.

Walaupun rantaian ini hanya mempunyai hubungan yang mudah, ini tidak boleh berputar secara bebas kerana halangan sterik (spatial) atom Cl.. 

Mengapa? Kerana mereka sangat besar dan tidak mempunyai ruang yang cukup untuk berputar ke arah lain. Sekiranya mereka melakukannya, mereka akan "melanda" dengan atom H jiran.

Hartanah

Keupayaan untuk menghalang kebakaran

Harta ini disebabkan oleh kehadiran klorin. Suhu pencucuhan PVC adalah 455 ° C, jadi risiko membakar dan memulakan api adalah rendah.

Di samping itu, haba yang dikeluarkan oleh PVC semasa pembakaran kurang apabila ia dihasilkan oleh polistirena dan polietilena, dua bahan plastik yang paling banyak digunakan.

Ketahanan

Di bawah keadaan biasa, faktor yang paling mempengaruhi ketahanan produk adalah ketahanan terhadap pengoksidaan.

PVC mempunyai atom klorin yang melekat pada karbon dalam rantainya, yang menjadikannya lebih tahan terhadap pengoksidaan daripada plastik yang hanya mempunyai atom karbon dan hidrogen dalam strukturnya.

Pemeriksaan paip PVC yang dikebumikan selama 35 tahun, yang dijalankan oleh Persatuan Pipa & Persatuan PVC Jepun, tidak menunjukkan kemerosotan dalamnya. Malah kekuatannya adalah setanding dengan paip PVC yang baru.

Kestabilan mekanikal

PVC adalah bahan kimia yang stabil yang menunjukkan sedikit perubahan dalam struktur molekulnya dan rintangan mekanikalnya.

Ia adalah bahan viscoelastic rantaian yang panjang, mudah terdedah kepada ubah bentuk dengan penggunaan tenaga luaran yang berterusan. Walau bagaimanapun, ubah bentuknya adalah rendah, kerana ia memberikan batasan dalam mobiliti molekulnya.

Pemprosesan dan kesesuaian

Pemprosesan bahan termoplastik bergantung kepada kelikatannya apabila ia cair atau cair. Di bawah keadaan ini, kelikatan PVC adalah tinggi, kelakuannya sedikit bergantung pada suhu dan stabil. Atas sebab ini, PVC boleh menghasilkan produk saiz besar dan bentuk berubah-ubah.

Rintangan terhadap bahan kimia dan minyak

PVC tahan kepada asid, alkali dan hampir semua sebatian anorganik. Pecah PVC atau larut ke hidrokarbon aromatik, keton dan eterik kitaran, tetapi tahan terhadap pelarut organik lain seperti hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon terhalogen. Juga, rintangan terhadap minyak dan lemak adalah baik.

Hartanah

Ketumpatan

1.38 g / cm3

Titik lebur

Antara 100 ºC dan 260 ºC.

Peratusan penyerapan air

0% dalam masa 24 jam

Oleh kerana komposisi kimianya, PVC dapat bercampur dengan nombor kompaun semasa pembuatannya.

Kemudian, dengan mengubah pemplastik dan aditif yang digunakan pada peringkat ini, pelbagai jenis PVC boleh didapati dengan pelbagai sifat, seperti kelenturan, keanjalan, ketahanan terhadap kesan dan pencegahan pertumbuhan bakteria, antara lain..

Kegunaan

PVC adalah bahan ekonomi dan serba boleh yang digunakan dalam pembinaan, penjagaan kesihatan, elektronik, kereta, paip, salutan, beg darah, kuar plastik, penebat kabel dan lain-lain..

Ia digunakan dalam pelbagai aspek pembinaan kerana kekuatan, ketahanan terhadap pengoksidaan, kelembapan dan lelasan. PVC sesuai untuk pelapisan, untuk kerangka tingkap, siling dan pagar.

Ia telah menjadi utiliti khas dalam pembinaan paip, kerana bahan ini tidak mengalami hakisan dan kadar pecahnya hanya 1% yang disampaikan oleh sistem logam lebur..

Ia menyokong perubahan suhu dan kelembapan, dapat digunakan dalam pendawaian yang membentuk salutannya.

PVC digunakan dalam pembungkusan produk yang berbeza, seperti ubat, kapsul dan elemen lain untuk kegunaan perubatan. Juga, beg bank darah dibina dengan PVC telus.

Kerana PVC adalah berpatutan, tahan lama dan tahan air, ia sesuai untuk jaket hujan, kasut dan bilik mandi.

Rujukan

  1. Wikipedia. (2018). Polyvinyl chloride. Diperoleh pada 1 Mei 2018, dari: en.wikipedia.org
  2. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinyl chloride. Diperoleh pada 1 Mei 2018, dari: britannica.com
  3. Arjen Sevenster. Sejarah PVC. Diperoleh pada 1 Mei 2018, dari: pvc.org
  4. Arjen Sevenster. Harta Fizikal PVC. Diperoleh pada 1 Mei 2018, dari: pvc.org
  5. Persekutuan Plastik British. (2018). Polyvinyl Chloride PVC. Diperoleh pada 1 Mei 2018, dari: bpf.co.uk
  6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinyl chloride (PVC) properties. [PDF] Diperoleh pada 1 Mei 2018, dari: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinyl chloride Diperoleh pada 1 Mei 2018, dari: chemicalsafetyfacts.org
  8. Paul Goyette (2018). Tiub plastik [Rajah] Diperoleh pada 1 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org