ประวัติความเป็นมาของโพลีไวนิลคลอไรด์โครงสร้างทางเคมีคุณสมบัติและการใช้งาน

โพลีไวนิลคลอไรด์ โพลีเมอร์เป็นโพลิเมอร์ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเริ่มพัฒนาในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 เนื่องจากมีต้นทุนต่ำความทนทานความต้านทานและความสามารถในการเป็นฉนวนความร้อนและไฟฟ้า สิ่งนี้ทำให้มันสามารถแทนที่โลหะในการใช้งานและการใช้งานมากมาย.

ตามชื่อของมันบ่งบอกว่ามันประกอบไปด้วยการซ้ำซ้อนของโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์หลายชนิดกลายเป็นสายโซ่พอลิเมอร์ ทั้งอะตอมของคลอรีนและไวนิลนั้นทำซ้ำใน n พอลิเมอร์ดังนั้นจึงสามารถเรียกได้ว่าโพลีไวนิลคลอไรด์ (โพลีไวนิลคลอไรด์, PVC เป็นภาษาอังกฤษ).

นอกจากนี้ยังเป็นสารประกอบขึ้นรูปดังนั้นจึงสามารถใช้ในการสร้างชิ้นส่วนที่มีรูปร่างและขนาดแตกต่างกันจำนวนมาก พีวีซีสามารถทนต่อการกัดกร่อนเนื่องจากการเกิดออกซิเดชัน ดังนั้นจึงไม่มีความเสี่ยงในการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม.

ในฐานะที่เป็นจุดลบความทนทานของพีวีซีอาจเป็นสาเหตุของปัญหาเนื่องจากการสะสมของขยะสามารถเป็นส่วนร่วมในการลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลกระทบต่อโลกเป็นเวลาหลายปี.

ดัชนี

• 1 ประวัติของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)
• 2 โครงสร้างทางเคมี
• 3 คุณสมบัติ
  • 3.1 ความสามารถในการหน่วงไฟ
  • 3.2 ความทนทาน
  • 3.3 ความมั่นคงทางกล
  • 3.4 การแปรรูปและการขึ้นรูป
  • 3.5 ความต้านทานต่อสารเคมีและน้ำมัน
• 4 คุณสมบัติ
  • 4.1 ความหนาแน่น
  • 4.2 จุดหลอมเหลว
  • 4.3 ร้อยละของการดูดซึมน้ำ
• 5 ใช้
• 6 อ้างอิง

ประวัติของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

ในปี 1838 นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวฝรั่งเศส Henry V. Regnault ค้นพบพอลิไวนิลคลอไรด์ ต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Eugen Baumann (1872) ได้สัมผัสขวดที่มีไวนิลคลอไรด์ต่อแสงแดดและสังเกตการปรากฏตัวของวัสดุสีขาวที่เป็นของแข็ง: มันคือโพลีไวนิลคลอไรด์.

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Ivan Ostromislansky และนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Frank Klatte จาก บริษัท เคมีของเยอรมัน Griesheim-Elektron พยายามหาแอปพลิเคชั่นเชิงพาณิชย์สำหรับโพลีไวนิลคลอไรด์ พวกเขาลงเอยด้วยความหงุดหงิดเพราะบางครั้งพอลิเมอร์แข็งตัวและบางครั้งมันก็เปราะบาง.

ในปี 1926 Waldo Semon นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานให้กับ บริษัท B. F. Goodrich ในเมือง Akron รัฐโอไฮโอได้สร้างพลาสติกที่ยืดหยุ่นกันน้ำทนไฟและสามารถผูกกับโลหะได้ นี่คือเป้าหมายที่ บริษัท ต้องการและก่อตั้งขึ้นเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมครั้งแรกของโพลีไวนิลคลอไรด์.

การผลิตโพลีเมอร์ทวีความรุนแรงมากขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเนื่องจากถูกใช้ในการเคลือบสายไฟของเรือรบ.

โครงสร้างทางเคมี

สายโซ่พอลิเมอร์ของโพลีไวนิลคลอไรด์แสดงอยู่ในภาพด้านบน ทรงกลมสีดำตรงกับอะตอมคาร์บอนทรงกลมสีขาวสอดคล้องกับอะตอมไฮโดรเจนและทรงกลมสีเขียวตรงกับอะตอมของคลอรีน.

จากมุมมองนี้โซ่มีสองพื้นผิว: หนึ่งในคลอรีนและอีกไฮโดรเจน การจัดเรียงแบบสามมิตินั้นสามารถมองเห็นได้ง่ายที่สุดจากโมโนคลอไรด์ไวนิลคลอไรด์และวิธีที่มันสร้างพันธะกับโมโนเมอร์อื่น ๆ เพื่อสร้างโซ่:

ที่นี่สตริงถูกสร้างขึ้นจากหน่วย n ซึ่งอยู่ในวงเล็บ Cl อะตอมชี้ออกจากระนาบ (ลิ่มสีดำ) แม้ว่ามันจะสามารถชี้ไปทางด้านหลังได้เช่นเดียวกับทรงกลมสีเขียว อะตอม H ถูกวางลงและในทางเดียวกันสามารถตรวจสอบได้ด้วยโครงสร้างโพลีเมอร์.

แม้ว่าสายโซ่จะมีการเชื่อมโยงอย่างง่าย ๆ แต่สิ่งเหล่านี้ไม่สามารถหมุนได้อย่างอิสระเนื่องจากอุปสรรคของอะตอมอะตอม Cl (steric (spatial)). 

ทำไม? เนื่องจากมีขนาดใหญ่มากและไม่มีพื้นที่เพียงพอที่จะหมุนไปในทิศทางอื่น หากพวกเขาทำเช่นนั้นพวกเขาจะ "ชน" กับอะตอม H ข้างเคียง.

สรรพคุณ

ความสามารถในการหน่วงไฟ

คุณสมบัตินี้เกิดจากการมีคลอรีน อุณหภูมิจุดติดไฟของพีวีซีคือ 455 ° C ดังนั้นความเสี่ยงในการเผาไหม้และการติดไฟจึงต่ำ.

นอกจากนี้ความร้อนที่ปล่อยจากพีวีซีเมื่อการเผาไหม้น้อยลงเมื่อมันถูกผลิตโดยสไตรีนและโพลีเอทิลีนซึ่งเป็นวัสดุพลาสติกที่ใช้มากที่สุดสองรายการ.

ความทนทาน

ภายใต้สภาวะปกติปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความทนทานของผลิตภัณฑ์มากที่สุดคือความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน.

พีวีซีมีอะตอมของคลอรีนติดอยู่กับคาร์บอนในสายโซ่ของมันซึ่งทำให้ทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ดีกว่าพลาสติกที่มีเพียงอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนในโครงสร้าง.

การตรวจสอบท่อพีวีซีที่ฝังไว้เป็นเวลา 35 ปีดำเนินการโดย Japan Pipe & Fitting Association ไม่พบการเสื่อมสภาพในสิ่งเหล่านี้ แม้ความแข็งแรงของมันจะเทียบเท่ากับท่อ PVC ใหม่.

เสถียรภาพเชิงกล

พีวีซีเป็นวัสดุที่มีความเสถียรทางเคมีที่แสดงการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างโมเลกุลและความต้านทานเชิงกล.

มันเป็นวัสดุที่มีความหนืดแบบโซ่ยาวมีความไวต่อการเสียรูปโดยการใช้แรงภายนอกอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามความผิดปกติของมันอยู่ในระดับต่ำเนื่องจากมันมีข้อ จำกัด ในการเคลื่อนที่ของโมเลกุล.

การแปรรูปและการขึ้นรูป

การประมวลผลของวัสดุเทอร์โมพลาสติกขึ้นอยู่กับความหนืดของมันเมื่อมันถูกหลอมหรือละลาย ภายใต้เงื่อนไขนี้ความหนืดของพีวีซีสูงพฤติกรรมของมันจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยและมีความเสถียร ด้วยเหตุนี้ PVC จึงสามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดใหญ่และรูปร่างที่หลากหลาย.

ความต้านทานต่อสารเคมีและน้ำมัน

พีวีซีสามารถทนต่อกรด, ด่างและสารประกอบอนินทรีย์เกือบทั้งหมด พีวีซีเปลี่ยนรูปหรือละลายเป็นอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนคีโตนและอีเทอร์วงจร แต่สามารถทนต่อตัวทำละลายอินทรีย์อื่น ๆ เช่นอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนและฮาโลเจนไฮโดรคาร์บอน นอกจากนี้ยังทนต่อน้ำมันและไขมันได้ดี.

สรรพคุณ

ความหนาแน่น

1.38 g / cm³

จุดหลอมเหลว

ระหว่าง 100 ºCถึง 260 ºC.

ร้อยละของการดูดซึมน้ำ

0% ใน 24 ชั่วโมง

เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีของพีวีซีสามารถผสมกับจำนวนสารประกอบในระหว่างการผลิต.

จากนั้นด้วยการใช้พลาสติกและสารเติมแต่งต่าง ๆ ที่ใช้ในขั้นตอนนี้พีวีซีชนิดต่าง ๆ จะได้รับคุณสมบัติที่หลากหลายเช่นความยืดหยุ่นความยืดหยุ่นความต้านทานต่อแรงกระแทกและการป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเป็นต้น.

การใช้งาน

พีวีซีเป็นวัสดุที่ประหยัดและหลากหลายที่ใช้ในการก่อสร้าง, การดูแลสุขภาพ, อิเล็กทรอนิกส์, รถยนต์, ท่อ, เคลือบ, ถุงเลือด, โพรบพลาสติก, ฉนวนสายเคเบิล, ฯลฯ.

มันถูกใช้ในการก่อสร้างหลายด้านเนื่องจากความแข็งแรงความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันความชื้นและรอยขีดข่วน พีวีซีเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการหุ้มกรอบหน้าต่างเพดานและรั้ว.

มันเป็นเครื่องมือพิเศษในการสร้างท่อเนื่องจากวัสดุนี้ไม่ได้สัมผัสกับการกัดกร่อนและอัตราการแตกเพียง 1% ของที่นำเสนอโดยระบบโลหะที่หลอมเหลว.

รองรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความชื้นความสามารถในการเดินสายที่ประกอบไปด้วยการเคลือบ.

พีวีซีใช้ในบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น dragees, capsules และองค์ประกอบอื่น ๆ สำหรับใช้ในทางการแพทย์ นอกจากนี้ยังมีถุงเก็บเลือดสร้างด้วย PVC โปร่งใส.

เนื่องจากพีวีซีมีราคาไม่แพงทนทานและกันน้ำจึงเหมาะสำหรับเสื้อกันฝนรองเท้าบูทและม่านห้องน้ำ.

การอ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (2018) โพลีไวนิลคลอไรด์ สืบค้นเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: en.wikipedia.org
2. บรรณาธิการสารานุกรมบริแทนนิกา (2018) โพลีไวนิลคลอไรด์ สืบค้นเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: britannica.com
3. Arjen Sevenster ประวัติของพีวีซี สืบค้นเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: pvc.org
4. Arjen Sevenster คุณสมบัติทางกายภาพของ PVC สืบค้นเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: pvc.org
5. สหพันธ์พลาสติกอังกฤษ (2018) พีวีซีโพลีไวนิลคลอไรด์ สืบค้นเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. คุณสมบัติของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) [PDF] สืบค้นเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts (2018) โพลีไวนิลคลอไรด์ สืบค้นเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette (2018) ท่อพลาสติก [รูป] สืบค้นเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org