تاريخ كلوريد البولي فينيل ، التركيب الكيميائي ، الخواص والاستخدامات



ال بولي فينيل كلوريد إنه بوليمر بدأ استخدامه الصناعي في التطور في بداية القرن العشرين ، ويرجع ذلك من بين جوانب أخرى إلى كلفته المنخفضة والمتانة ومقاومته وقدرته على العزل الحراري والكهربائي ، من بين أسباب أخرى. وقد سمح لها ذلك بإزاحة المعادن في العديد من التطبيقات والاستخدام.

كما يوحي اسمها ، فإنه يتكون من تكرار العديد من مونومرات كلوريد الفينيل ، والتي تشكل سلسلة من البوليمرات. تتكرر كل من ذرات الكلور والفينيل مرات في البوليمر ، لذلك يمكن أيضًا تسميته كلوريد البوليفينيل (بولي فينيل كلوريد, PVC ، باللغة الإنجليزية).

بالإضافة إلى ذلك ، إنه مركب قابل للتشكيل ، لذا يمكن استخدامه لبناء قطع متعددة من الأشكال والأحجام المختلفة. بولي كلوريد الفينيل مقاومة للتآكل ويرجع ذلك أساسا إلى الأكسدة. لذلك ، لا يوجد خطر في تعرضها للبيئة.

كنقطة سلبية ، يمكن أن تكون متانة الـ PVC سبب المشكلة ، لأن تراكم نفاياتها يمكن أن يكون مساهماً في التلوث البيئي الذي أثر على الكوكب لعدة سنوات..

مؤشر

  • 1 تاريخ كلوريد البوليفينيل (PVC)
  • 2 التركيب الكيميائي
  • 3 خصائص
    • 3.1 القدرة على إعاقة النار
    • 3.2 المتانة
    • 3.3 الاستقرار الميكانيكية
    • 3.4 المعالجة والعصبية
    • 3.5 مقاومة للمواد الكيميائية والزيوت
  • 4 خصائص
    • 4.1 الكثافة
    • 4.2 نقطة الانصهار
    • 4.3 نسبة امتصاص الماء
  • 5 الاستخدامات
  • 6 المراجع

تاريخ كلوريد البوليفينيل (PVC)

في عام 1838 ، اكتشف الفيزيائي والكيميائي الفرنسي هنري ف. ريجنولت كلوريد البوليفينيل. في وقت لاحق ، كشف العالم الألماني يوجين باومان (1872) زجاجة تحتوي على كلوريد فينيل لأشعة الشمس ولاحظ ظهور مادة بيضاء صلبة: كان كلوريد البوليفينيل.

في بداية القرن العشرين ، حاول العالم الروسي إيفان أوسترومسلانسكي والعالم الألماني فرانك كلات من الشركة الألمانية للكيماويات جريسهايم إلكترون إيجاد تطبيقات تجارية لكلوريد البوليفينيل. لقد انتهى الأمر بالإحباط ، لأنه في بعض الأحيان كان البوليمر جامدًا وفي أحيان أخرى كان هشًا.

في عام 1926 ، ابتكر والدو سيمون ، وهو عالم كان يعمل لدى شركة B. F. Goodrich Company في أكرون ، أوهايو ، بلاستيكًا مرنًا ، مقاومًا للماء ، مقاومًا للنار وقادر على الارتباط بالمعادن. كان هذا هو الهدف الذي سعت إليه الشركة وشكل أول استخدام صناعي لكلوريد البولي فينيل.

تكثف تصنيع البوليمر خلال الحرب العالمية الثانية ، لأنه كان يستخدم في طلاء الأسلاك من السفن الحربية.

التركيب الكيميائي

يتم توضيح السلسلة البوليمرية من كلوريد البوليفينيل في الصورة العليا. تتوافق الكرات السوداء مع ذرات الكربون ، بينما تتوافق الكرات البيضاء مع ذرات الهيدروجين بينما تتوافق الكرات الخضراء مع ذرات الكلور.

من هذا المنظور ، تحتوي السلسلة على سطحين: واحد من الكلور والآخر للهيدروجين. يتم بسهولة رؤية ترتيبها ثلاثي الأبعاد من مونومر فينيل كلوريد ، والطريقة التي تشكل بها روابط مع المونومرات الأخرى لإنشاء السلسلة:

هنا ، تتكون السلسلة من وحدات n ، محاطة بأقواس. تشير ذرة Cl إلى خارج الطائرة (إسفين أسود) ، على الرغم من أنها يمكن أن تشير خلفها أيضًا ، كما هو موضح في المجالات الخضراء. ذرات H موجهة نحو الأسفل ، وبنفس الطريقة ، يمكن التحقق من هيكل البوليمر.

على الرغم من أن السلسلة لها روابط بسيطة فقط ، إلا أنها لا يمكن أن تدور بحرية بسبب العائق (المكاني) الاستاتيكي لذرات الكلور.. 

لماذا؟ لأنها كبيرة جدًا وليس لديها مساحة كافية للتدوير في اتجاهات أخرى. إذا فعلوا ذلك ، فإنهم "ضربوا" ذرات H المجاورة.

خصائص

القدرة على إعاقة النار

هذه الخاصية بسبب وجود الكلور. درجة حرارة الاشتعال من PVC هي 455 درجة مئوية ، وبالتالي فإن خطر الحرق وبدء الحريق منخفض.

بالإضافة إلى ذلك ، تكون الحرارة المنبعثة من PVC عند الاحتراق أقل عندما يتم إنتاجها بواسطة البوليسترين والبولي إيثيلين ، وهما من أكثر المواد البلاستيكية استخدامًا.

متانة

في الظروف العادية ، العامل الأكثر تأثيرًا على متانة المنتج هو مقاومته للأكسدة.

يحتوي PVC على ذرات الكلور المرتبطة بالكربون في سلاسله ، مما يجعله أكثر مقاومة للأكسدة من المواد البلاستيكية التي تحتوي على ذرات الكربون والهيدروجين فقط في بنيتها.

إن فحص الأنابيب البلاستيكية المدفونة لمدة 35 عامًا ، والتي أجرتها الجمعية اليابانية لأنابيب الأنابيب وتركيبها ، لم يظهر أي تدهور في هذه الأنابيب. حتى قوتها مماثلة للأنابيب البلاستيكية الجديدة.

الاستقرار الميكانيكي

بولي كلوريد الفينيل هو مادة مستقرة كيميائيا تظهر تغييرات قليلة في تركيبها الجزيئي ومقاومتها الميكانيكية.

إنها مادة لزجة مرنة سلسلة طويلة ، عرضة للتشوه من خلال التطبيق المستمر لقوة خارجية. ومع ذلك ، فإن تشوهه منخفض ، لأنه يقدم قيودًا على حركته الجزيئية.

المعالجة والعصبية

تعتمد معالجة مادة لدن بالحرارة على لزوجته عند ذوبانه أو ذوبانه. في ظل هذه الحالة ، تكون لزوجة PVC عالية ، حيث أن سلوكها يعتمد قليلاً على درجة الحرارة ومستقر. لهذا السبب ، مع PVC يمكن أن تنتج منتجات ذات حجم كبير والأشكال المتغيرة.

مقاومة المواد الكيميائية والزيوت

PVC مقاوم للأحماض والقلويات وجميع المركبات غير العضوية تقريبًا. يشوه PVC أو يذوب في هيدروكربونات عطرية وكيتونات وإيثرات دورية ، لكنه مقاوم للمذيبات العضوية الأخرى مثل الهيدروكربونات الأليفاتية والهيدروكربونات المهلجنة. أيضا ، مقاومته للزيوت والدهون جيدة.

خصائص

كثافة

1.38 جم / سم3

نقطة انصهار

بين 100 درجة مئوية و 260 درجة مئوية.

نسبة امتصاص الماء

0 ٪ في 24 ساعة

نظراً لتركيبها الكيميائي ، فإن الـ PVC قادر على الاختلاط مع الأرقام المركبة أثناء تصنيعه.

بعد ذلك ، عن طريق تنويع الملدنات والمواد المضافة المستخدمة في هذه المرحلة ، يمكن الحصول على أنواع مختلفة من PVC مع مجموعة من الخصائص ، مثل المرونة والمرونة ومقاومة الآثار ومنع نمو البكتيريا ، من بين أمور أخرى..

تطبيقات

بولي كلوريد الفينيل هو مادة اقتصادية وتنوعا يستخدم في البناء ، والرعاية الصحية ، والالكترونيات ، والسيارات ، والأنابيب ، والطلاء ، وأكياس الدم ، والتحقيقات البلاستيكية ، عزل الكابلات ، إلخ..

يتم استخدامه في جوانب متعددة من البناء بسبب قوته ومقاومته للأكسدة والرطوبة والتآكل. PVC مثالي للكسوة ، لإطار النوافذ والسقوف والأسوار.

لقد كانت ذات فائدة خاصة في بناء الأنابيب ، لأن هذه المادة لا تعاني من التآكل ومعدل التمزق فيها هو 1 ٪ فقط من تلك التي قدمتها أنظمة المعادن المنصهرة..

وهو يدعم التغيرات في درجة الحرارة والرطوبة ، والقدرة على استخدامها في الأسلاك التي تشكل طلاء لها.

يستخدم PVC في عبوات المنتجات المختلفة ، مثل الكبريتات ، الكبسولات وعناصر أخرى للاستخدام الطبي. أيضا ، يتم إنشاء أكياس بنك الدم مع بولي كلوريد الفينيل شفافة.

لأن PVC بأسعار معقولة ودائمة ومقاومة للماء ، فهي مثالية لمعاطف المطر والأحذية وستائر الحمام.

مراجع

  1. ويكيبيديا. (2018). كلوريد البوليفينيل. تم الاسترجاع في 1 مايو 2018 ، من: en.wikipedia.org
  2. محرري الموسوعة البريطانية. (2018). كلوريد البوليفينيل. تم الاسترجاع في 1 مايو 2018 ، من: britannica.com
  3. ارجين سفنستر. تاريخ PVC. تم الاسترجاع في 1 مايو 2018 ، من: pvc.org
  4. ارجين سفنستر. الخواص الفيزيائية للـ PVC. تم الاسترجاع في 1 مايو 2018 ، من: pvc.org
  5. الاتحاد البريطاني للبلاستيك. (2018). بولي فينيل كلوريد PVC. تم الاسترجاع في 1 مايو ، 2018 ، من: bpf.co.uk
  6. خصائص البوليمر حلول شركة الدولية البوليفينيل (PVC). [PDF]. تم الاسترجاع في 1 مايو 2018 ، من: ipolymer.com
  7. ChemicalSafetyFacts. (2018). كلوريد البوليفينيل تم الاسترجاع في 1 مايو 2018 ، من: chemicalsafetyfacts.org
  8. بول جويت (2018). الأنابيب البلاستيكية [الشكل]. تم الاسترجاع في 1 مايو 2018 ، من: commons.wikimedia.org