Polyvinylchloride Geschiedenis, chemische structuur, eigenschappen en toepassingen

de polyvinylchloride is een polymeer waarvan het industrieel gebruik begon te ontwikkelen in de vroege twintigste eeuw, door onder andere de lage kosten, duurzaamheid, weerstand en thermische en elektrische isolatie, onder andere redenen. Hierdoor kon het metaal in tal van toepassingen en gebruik worden vervangen.

Zoals de naam doet vermoeden, bestaat het uit de herhaling van vele vinylchloridemonomeren, waardoor een polymeerketen wordt gevormd. Zowel de chlooratomen als het vinyl worden n keer in het polymeer herhaald, dus het kan ook polyvinylchloride worden genoemd (polyvinylchloride, PVC, in het Engels).

Bovendien is het een gietbare samenstelling, dus het kan worden gebruikt om talloze stukken van verschillende vormen en afmetingen te bouwen. PVC is bestand tegen corrosie voornamelijk door oxidatie. Daarom is er geen risico voor de blootstelling aan het milieu.

Als een negatief punt is dat de duurzaamheid van PVC kan worden veroorzaakt door een probleem, omdat de ophoping van hun afval kunnen bijdragen aan milieuvervuiling dat zowel de planeet treft voor meerdere jaren.

index

• 1 Geschiedenis van polyvinylchloride (PVC)
• 2 Chemische structuur
• 3 Eigenschappen
  • 3.1 Mogelijkheid om vuur te vertragen
  • 3.2 Duurzaamheid
  • 3.3 Mechanische stabiliteit
  • 3.4 Verwerking en vormbaarheid
  • 3.5 Bestandheid tegen chemicaliën en oliën
• 4 Eigenschappen
  • 4.1 Dichtheid
  • 4.2 Smeltpunt
  • 4.3 Percentage van waterabsorptie
• 5 Gebruik
• 6 Referenties

Geschiedenis van polyvinylchloride (PVC)

In 1838 ontdekte de Franse fysicus en chemicus Henry V. Regnault polyvinylchloride. Later presenteerde de Duitse wetenschapper Eugen Baumann (1872) een fles met vinylchloride aan zonlicht en observeerde het uiterlijk van een massief wit materiaal: het was polyvinylchloride.

Aan het begin van de 20e eeuw probeerden de Russische wetenschapper Ivan Ostromislansky en de Duitse wetenschapper Frank Klatte van de Duitse chemische onderneming Griesheim-Elektron commerciële toepassingen voor polyvinylchloride te vinden. Ze raakten gefrustreerd, omdat het polymeer soms rigide was en andere keren fragiel.

In 1926 creëerde Waldo Semon, een wetenschapper die werkte voor de B. F. Goodrich Company in Akron, Ohio, een flexibel plastic, waterbestendig, brandwerend en in staat om te binden aan metaal. Dit was het doel dat door het bedrijf werd nagestreefd en vormde het eerste industriële gebruik van polyvinylchloride.

De vervaardiging van het polymeer werd geïntensiveerd tijdens de Tweede Wereldoorlog, omdat het werd gebruikt bij het coaten van de bedrading van oorlogsschepen.

Chemische structuur

De polymeerketen van polyvinylchloride is in het bovenste beeld geïllustreerd. De zwarte bollen komen overeen met de koolstofatomen, de witte bollen komen overeen met de waterstofatomen en de groene bollen komen overeen met de chlooratomen.

Vanuit dit perspectief heeft de ketting twee oppervlakken: een van chloor en een ander van waterstof. De drie-dimensionale array is gemakkelijker weergegeven van vinylchloridemonomeer en hoe de verbindingen vormen met andere monomeren om de ketting te maken:

Hier bestaat een string uit n eenheden, die tussen haakjes staan. Het Cl-atoom wijst uit het vlak (zwarte wig), hoewel het er ook achter kan wijzen, zoals te zien is met groene bollen. De H-atomen zijn naar beneden gericht en kunnen op dezelfde manier worden gecontroleerd met de polymeerstructuur.

Hoewel de keten alleen eenvoudige koppelingen heeft, kunnen deze niet vrij roteren vanwege de sterische (ruimtelijke) belemmering van Cl-atomen.. 

Waarom? Omdat ze erg omvangrijk zijn en niet genoeg ruimte hebben om in andere richtingen te draaien. Als ze dat deden, zouden ze met de naburige H-atomen "slaan".

eigenschappen

Vermogen om het vuur te vertragen

Deze eigenschap is te wijten aan de aanwezigheid van chloor. De ontstekingstemperatuur van PVC is 455 ° C, dus het risico van branden en starten van een brand is laag.

Bovendien is de warmte die door het PVC vrijkomt bij verbranding minder wanneer het wordt geproduceerd door polystyreen en polyethyleen, twee van de meest gebruikte kunststoffen.

duurzaamheid

Onder normale omstandigheden is de factor die de duurzaamheid van een product het meest beïnvloedt de weerstand tegen oxidatie.

PVC bevat chlooratomen aan de koolstofatomen in de keten, waardoor het beter bestand is tegen oxidatie dan kunststof die alleen atomen in hun structuur van koolstof en waterstof bezitten.

Het onderzoek van PVC-buizen die 35 jaar lang waren begraven, uitgevoerd door de Japan PVC Pipe & Fitting Association, liet geen verslechtering zien. Zelfs de sterkte is vergelijkbaar met de nieuwe PVC-buizen.

Mechanische stabiliteit

PVC is een chemisch stabiel materiaal dat weinig veranderingen in de moleculaire structuur en de mechanische weerstand vertoont.

Het is een visco-elastisch materiaal met lange keten, dat gevoelig is voor vervorming door het continu aanbrengen van een externe kracht. De vervorming ervan is echter laag, omdat het een beperking in zijn moleculaire mobiliteit bevat.

Verwerking en vormbaarheid

De verwerking van een thermoplastisch materiaal hangt af van de viscositeit ervan wanneer het wordt gesmolten of gesmolten. Onder deze omstandigheden is de viscositeit van PVC hoog, het gedrag is weinig afhankelijk van de temperatuur en is stabiel. Om deze reden kan PVC met producten van groot formaat en variabele vormen produceren.

Bestand tegen chemicaliën en oliën

PVC is bestand tegen zuren, logen en bijna alle anorganische verbindingen. PVC vervormt of lost op in aromatische koolwaterstoffen, ketonen en cyclische ethers, maar is resistent tegen andere organische oplosmiddelen zoals alifatische koolwaterstoffen en gehalogeneerde koolwaterstoffen. Ook is de weerstand tegen oliën en vetten goed.

eigenschappen

dichtheid

1,38 g / cm³

Smeltpunt

Tussen 100 ºC en 260 ºC.

Percentage van waterabsorptie

0% binnen 24 uur

Vanwege de chemische samenstelling kan PVC zich vermengen met samenstellingsnummers tijdens de fabricage.

Vervolgens, door het variëren van de weekmakers en additieven die in deze fase worden gebruikt, kunnen verschillende soorten PVC worden verkregen met een reeks eigenschappen, zoals flexibiliteit, elasticiteit, weerstand tegen inslagen en preventie van bacteriegroei, onder andere..

toepassingen

PVC is een voordelige en veelzijdig materiaal gebruikt in de bouw, gezondheidszorg, elektronica, auto's, buizen, bekledingen, bloedzakken, plastic buis, draad isolatie, etc..

Het wordt gebruikt in meerdere aspecten van de constructie vanwege zijn sterkte, weerstand tegen oxidatie, vocht en slijtage. PVC is ideaal voor gevelbekleding, voor ramen, plafonds en omheiningen.

Het is bijzonder nuttig bij de constructie buizen is, omdat dit materiaal niet ervaart corrosie en scheuren bedraagt ​​slechts 1% van de aanwezige systemen gesmolten metalen.

Het ondersteunt de veranderingen van temperatuur en vochtigheid, te kunnen gebruiken in de bedrading waaruit de coating bestaat.

PVC wordt gebruikt in de verpakking van verschillende producten, zoals dragees, capsules en andere elementen voor medisch gebruik. Ook zijn bloedbankzakken geconstrueerd met een transparant PVC.

Omdat PVC betaalbaar, duurzaam en waterbestendig is, is het ideaal voor regenjassen, laarzen en badkamergordijnen.

referenties

1. Wikipedia. (2018). Polyvinylchloride. Opgehaald op 1 mei 2018, vanaf: en.wikipedia.org
2. De redacteuren van Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinylchloride. Opgehaald op 1 mei 2018, vanaf: britannica.com
3. Arjen Sevenster. De geschiedenis van PVC. Opgehaald op 1 mei 2018, vanaf: pvc.org
4. Arjen Sevenster. De fysieke eigenschappen van PVC. Opgehaald op 1 mei 2018, vanaf: pvc.org
5. British Plastics Federation. (2018). Polyvinylchloride PVC. Opgehaald op 1 mei 2018, vanaf: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Polyvinylchloride (PVC) eigenschappen. [PDF]. Opgehaald op 1 mei 2018, van: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polyvinylchloride Opgeruimd op 1 mei 2018, uit: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette (2018). Plastic buizen [Afbeelding]. Opgeruimd op 1 mei 2018, van: commons.wikimedia.org