פוליוויניל כלוריד: היסטוריה, מבנה, תכונות ושימושים - כִּימִיָה - 2025

כלוריד הוא פולימר אשר לשימוש תעשייתי החל להתפתח בראשית המאה עשרים, בין היתר בשל העלות הנמוכה שלה, עמידות, עמידות חשמל הבידוד התרמי שלה, בין יתר. זה איפשר לו להעביר מתכות ביישומים רבים ושימוש.

כפי ששמו מעיד, הוא מורכב מחזרתיות של מונומרים רבים של ויניל כלוריד ויוצרים שרשרת פולימרית. אטומי הכלור וגם הוויניל חוזרים על N פעמים בפולימר, וזו הסיבה שניתן לכנות זאת גם פוליוויניל כלוריד (PVC).

בנוסף, זהו תרכובת מעצבת, כך שניתן להשתמש בה לבניית חלקים רבים של צורות וגדלים שונים. PVC עמיד בפני קורוזיה בעיקר בגלל חמצון. לכן, אין שום סיכון בחשיפתו לסביבה.

כנקודה שלילית, עמידות ה- PVC יכולה להיות הגורם לבעיה, מכיוון שהצטברות הפסולת שלה יכולה להיות תורמת לזיהום הסביבתי שהשפיע כל כך על כדור הארץ מזה מספר שנים.

היסטוריה של פוליוויניל כלוריד (PVC)

בשנת 1838 גילה הפיזיקאי והכימאי הצרפתי הנרי V. Regnault פוליוויניל כלוריד. מאוחר יותר, המדען הגרמני אויגן באומן (1872) חשף בקבוק ויניל כלוריד לאור השמש וצפה במראה של חומר לבן מוצק: זה היה פוליוויניל כלוריד.

בתחילת המאה העשרים ניסו המדען הרוסי איוון אוסטרומיסלנסקי והמדען הגרמני פרנק קלטה מחברת הכימיקלים הגרמנית גריסהיים-אלקטרון למצוא יישומים מסחריים לפוליוויניל כלוריד. הם בסופו של דבר מתוסכלים, מכיוון שלפעמים הפולימר היה קשיח ופעמים אחרות הוא היה שביר.

בשנת 1926 הצליח ולדו סמון, מדען העובד בחברת BF גודריץ 'באקרון, אוהיו, ליצור פלסטיק גמיש ועמיד בפני מים, המסוגל להדביק למתכת. זו הייתה המטרה אותה ביקשה החברה וזה היה השימוש התעשייתי הראשון בפוליוויניל כלוריד.

ייצור הפולימר התגבר במהלך מלחמת העולם השנייה, שכן הוא שימש לציפוי חיווט אוניות מלחמה.

מבנה כימי

התמונה העליונה ממחישה את שרשרת הפולימר של פוליוויניל כלוריד. הכדוריות השחורות תואמות את אטומי הפחמן, הלבנים לאטומי המימן והירוקים לאטומי הכלור.

מנקודת מבט זו, לשרשרת שני משטחים: אחד של כלור ואחד של מימן. הסידור התלת ממדי שלו מדמיין בקלות רבה יותר ממונומר ויניל כלוריד, ובאופן בו הוא יוצר קשרים עם מונומרים אחרים ליצירת השרשרת:

כאן מחרוזת מורכבת מיחידות N, הסגורות בסוגריים. אטום Cl מצביע מהמטוס (טריז שחור), אם כי הוא יכול גם להצביע מאחוריו, כפי שניתן לראות עם הכדוריות הירוקות. אטומי H מכוונים כלפי מטה וניתן לראות אותם באותה צורה עם מבנה הפולימר.

למרות שלשרשרת יש קשרים יחידים, הם לא יכולים להסתובב בחופשיות בגלל המכשול הסטרטי (המרחבי) של אטומי ה- Cl.

למה? מכיוון שהם מאוד מגושמים ואין להם מספיק מקום להסתובב לכיוונים אחרים. אם הם היו עושים זאת, הם היו "מכים" באטומי ח 'שכנים.

נכסים

יכולת לעכב אש

מאפיין זה נובע מנוכחות כלור. טמפרטורת ההצתה של PVC היא 455 מעלות צלזיוס, כך שהסיכון לשריפה ולהתחלת שריפה נמוך.

בנוסף, החום שמשתחרר על ידי PVC בעת הצריבה פחות מכיוון שהוא מיוצר על ידי קלקר ופוליאתילן, שניים מחומרי הפלסטיק הנפוצים ביותר.

עֲמִידוּת

בתנאים רגילים, הגורם המשפיע ביותר על עמידותו של מוצר הוא עמידותו בפני חמצון.

ל- PVC אטומי כלור המחוברים לפחמימות בשרשראותיו, מה שהופך אותו עמיד יותר לחמצון מאשר פלסטיק שיש רק אטומי פחמן ומימן במבנה שלהם.

בדיקת צינורות PVC שנקברו במשך 35 שנה, ובוצעה על ידי איגוד ה- Pipe & Fitting PVC של יפן, לא הראתה שום הרעה באלה. אפילו חוזקו דומה לצינורות PVC חדשים.

יציבות מכנית

PVC הוא חומר יציב כימית המראה שינוי מועט במבנה המולקולרי שלו ובעוצמתו המכנית.

זהו חומר ויסקו-אלסטי ארוך שרשרת, רגיש לעיוות על ידי יישום מתמשך של כוח חיצוני. עם זאת, העיוות שלה נמוך, מכיוון שהוא מהווה מגבלה בניידות המולקולרית שלו.

עיבוד ודפוס

עיבוד חומר תרמופלסטי תלוי בצמיגותו כאשר הוא מותך או נמס. בתנאי זה, הצמיגות של PVC גבוהה, התנהגותה אינה תלויה מעט בטמפרטורה והיא יציבה. מסיבה זו ניתן להשתמש ב- PVC לייצור מוצרים גדולים וצורות משתנות.

עמידות כימית ושמן

PVC עמיד בפני חומצות, אלקליות וכמעט כל התרכובות האורגניות. PVC מעוות או מתמוסס בפחמימנים ארומטיים, קטונים ואתרים מחזוריים, אך הוא עמיד בפני ממסים אורגניים אחרים כמו פחמימנים אליפטיים ופחמימנים הלוגניים. כמו כן, העמידות שלו בפני שמנים ושומנים טובה.

נכסים

צְפִיפוּת

1.38 גרם / ס"מ ³

נקודת המסה

בין 100 מעלות צלזיוס ל 260 מעלות צלזיוס.

אחוז ספיגת המים

0% תוך 24 שעות

בשל ההרכב הכימי שלה, PVC מסוגל להתערבב עם מספרים מורכבים במהלך ייצורו.

לאחר מכן, על ידי שינוי פלסטייזרים ותוספים המשמשים בשלב זה, ניתן להשיג סוגים שונים של PVC עם מגוון תכונות, כגון גמישות, גמישות, עמידות בפני השפעות ומניעת צמיחת חיידקים, בין היתר.

יישומים

PVC הוא חומר זול ורב-שימושי המשמש בבנייה, בריאות, אלקטרוניקה, מכוניות, צינורות, ציפויים, שקיות דם, בדיקות פלסטיק, בידוד כבלים וכו '.

הוא משמש בהיבטים רבים של הבנייה בגלל חוזקו, עמידותו בפני חמצון, לחות ושחיקה. PVC אידיאלי לחיפוי, למסגרות חלונות, גגות וגדרות.

זה שימושי במיוחד בבניית צינורות, מכיוון שחומר זה אינו עובר קורוזיה ושיעור הקרע שלו הוא רק 1% מזה של מערכות מתכת מותכת.

עומד בפני שינויים בטמפרטורה ולחות, וניתן להשתמש בהם בחיווט המהווה את הציפוי שלו.

PVC משמש באריזה של מוצרים שונים, כגון דרזות, קפסולות ופריטים אחרים לשימוש רפואי. כמו כן, שקיות בנק הדם עשויות PVC שקוף.

מכיוון שה- PVC הוא סביר, עמיד ועמיד בפני מים, הוא אידיאלי למעילי גשם, מגפיים ווילונות מקלחת.

הפניות

1. ויקיפדיה. (2018). פוליוויניל כלוריד. הוחזר ב -1 במאי 2018, מ: en.wikipedia.org
2. עורכי אנציקלופדיה בריטניקה. (2018). פוליוויניל כלוריד. הוחזר ב -1 במאי 2018, מ: britannica.com
3. אריין סוונסטר. ההיסטוריה של PVC. הוחזר ב -1 במאי 2018, מ: pvc.org
4. אריין סוונסטר. המאפיינים הפיזיים של PVC. הוחזר ב -1 במאי 2018, מ: pvc.org
5. התאחדות הפלסטיקה הבריטית. (2018). פוליוויניל כלוריד PVC. הוחזר ב -1 במאי 2018, מ: bpf.co.uk
6. International Solutions Solutions Polymer Inc. מאפייני פוליוויניל כלוריד (PVC). . הוחזר ב -1 במאי 2018, מ: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). פוליוויניל כלוריד. הוחזר ב -1 במאי 2018, מ: Chemicalafetyfacts.org
8. פול גואט. (2018). צינורות פלסטיק. . הוחזר ב -1 במאי 2018, מ: commons.wikimedia.org