ประวัติโพลีไวนิลคลอไรด์โครงสร้างคุณสมบัติและการใช้งาน - เคมี - 2026

โพลิไวนิลคลอไรด์เป็นโพลิเมอร์ที่มีใช้ในอุตสาหกรรมเริ่มพัฒนาที่ จุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ยี่สิบเนื่องจากในหมู่สิ่งอื่น ๆ ที่ต้นทุนต่ำ, ความทนทาน, ความต้านทานและฉนวนกันความร้อนและไฟฟ้าของตนด้วยเหตุผลอื่น ๆ สิ่งนี้ทำให้สามารถแทนที่โลหะได้ในการใช้งานและการใช้งานจำนวนมาก

ตามชื่อของมันประกอบด้วยการทำซ้ำของโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์จำนวนมากจนกลายเป็นโซ่โพลีเมอร์ ทั้งคลอรีนและอะตอมของไวนิลทำซ้ำ n ครั้งในโพลีเมอร์ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

นอกจากนี้ยังเป็นสารประกอบที่ขึ้นรูปได้ดังนั้นจึงสามารถใช้สร้างชิ้นงานที่มีรูปร่างและขนาดต่างกันได้มากมาย พีวีซีทนต่อการกัดกร่อนเนื่องจากการออกซิเดชั่นเป็นหลัก ดังนั้นจึงไม่มีความเสี่ยงในการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม

ในแง่ลบความทนทานของพีวีซีอาจเป็นสาเหตุของปัญหาได้เนื่องจากการสะสมของขยะอาจเป็นสาเหตุของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลกระทบต่อโลกเป็นเวลาหลายปี

ประวัติโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

ในปีพ. ศ. 2381 Henry V. Regnault นักฟิสิกส์และนักเคมีชาวฝรั่งเศสได้ค้นพบโพลีไวนิลคลอไรด์ ต่อมานักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Eugen Baumann (1872) ได้สัมผัสขวดไวนิลคลอไรด์กับแสงแดดและสังเกตเห็นลักษณะของวัสดุทึบสีขาวนั่นคือโพลีไวนิลคลอไรด์

ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Ivan Ostromislansky และ Frank Klatte นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันจาก บริษัท เคมีของเยอรมัน Griesheim-Elektron พยายามค้นหาการใช้งานเชิงพาณิชย์สำหรับโพลีไวนิลคลอไรด์ พวกเขาผิดหวังเพราะบางครั้งโพลีเมอร์แข็งและบางครั้งก็เปราะ

ในปี 1926 Waldo Semon นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานให้กับ บริษัท BF Goodrich ในเมือง Akron รัฐโอไฮโอประสบความสำเร็จในการสร้างพลาสติกที่ยืดหยุ่นกันน้ำและทนไฟซึ่งสามารถยึดติดกับโลหะได้ นี่คือเป้าหมายที่ บริษัท ต้องการและเป็นการใช้โพลีไวนิลคลอไรด์ในอุตสาหกรรมเป็นครั้งแรก

การผลิตโพลีเมอร์ทวีความรุนแรงขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สองเนื่องจากใช้ในการเคลือบสายไฟของเรือรบ

โครงสร้างทางเคมี

ภาพบนแสดงสายโซ่พอลิเมอร์ของโพลีไวนิลคลอไรด์ ทรงกลมสีดำสอดคล้องกับอะตอมของคาร์บอนวงสีขาวกับอะตอมของไฮโดรเจนและอะตอมสีเขียวกับอะตอมของคลอรีน

จากมุมมองนี้โซ่มีสองพื้นผิว: หนึ่งในคลอรีนและหนึ่งในไฮโดรเจน การจัดเรียงสามมิติสามารถมองเห็นได้ง่ายที่สุดจากโมโนเมอร์ไวนิลคลอไรด์และวิธีที่มันสร้างพันธะกับโมโนเมอร์อื่น ๆ เพื่อสร้างห่วงโซ่:

ที่นี่สตริงประกอบด้วย n หน่วยซึ่งอยู่ในวงเล็บ อะตอม Cl ชี้ออกจากระนาบ (ลิ่มสีดำ) แม้ว่ามันจะชี้ไปข้างหลังได้เช่นเดียวกับที่เห็นด้วยทรงกลมสีเขียว อะตอม H มีการวางแนวลงและสามารถมองเห็นได้ในลักษณะเดียวกันกับโครงสร้างโพลีเมอร์

แม้ว่าโซ่จะมีพันธะเพียงเส้นเดียว แต่ก็ไม่สามารถหมุนได้อย่างอิสระเนื่องจากการขัดขวางแบบสเตอริก (เชิงพื้นที่) ของอะตอม Cl

ทำไม? เนื่องจากมีขนาดใหญ่มากและไม่มีพื้นที่เพียงพอที่จะหมุนไปในทิศทางอื่น หากทำเช่นนั้นพวกเขาจะ "ตี" ด้วยอะตอม H ที่อยู่ใกล้เคียง

คุณสมบัติ

ความสามารถในการหน่วงไฟ

คุณสมบัตินี้เกิดจากการมีคลอรีน อุณหภูมิจุดระเบิดของ PVC คือ 455 ° C ดังนั้นความเสี่ยงในการลุกไหม้และการจุดไฟจึงต่ำ

นอกจากนี้ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากพีวีซีเมื่อเผาไหม้จะน้อยลงเนื่องจากผลิตจากโพลีสไตรีนและโพลีเอทิลีนซึ่งเป็นวัสดุพลาสติกสองชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

ความทนทาน

ภายใต้สภาวะปกติปัจจัยที่มีผลต่อความทนทานของผลิตภัณฑ์มากที่สุดคือความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน

พีวีซีมีอะตอมของคลอรีนติดอยู่กับคาร์บอนในโซ่ซึ่งทำให้ทนต่อการเกิดออกซิเดชั่นได้ดีกว่าพลาสติกที่มีอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนในโครงสร้างเท่านั้น

การตรวจสอบท่อพีวีซีที่ฝังไว้เป็นเวลา 35 ปีซึ่งดำเนินการโดย Japan PVC Pipe & Fitting Association พบว่าไม่มีการเสื่อมสภาพในสิ่งเหล่านี้ แม้แต่ความแข็งแรงก็เทียบได้กับท่อพีวีซีใหม่

เสถียรภาพทางกล

พีวีซีเป็นวัสดุที่มีความเสถียรทางเคมีซึ่งแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลและความแข็งแรงเชิงกลเพียงเล็กน้อย

เป็นวัสดุที่มีความหนืดโซ่ยาวมีความอ่อนไหวต่อการเสียรูปทรงจากการใช้แรงภายนอกอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามความผิดปกติของมันอยู่ในระดับต่ำเนื่องจากมีข้อ จำกัด ในการเคลื่อนที่ของโมเลกุล

การแปรรูปและการขึ้นรูป

การแปรรูปวัสดุเทอร์โมพลาสติกขึ้นอยู่กับความหนืดเมื่อหลอมเหลวหรือหลอมละลาย ภายใต้เงื่อนไขนี้ความหนืดของพีวีซีสูงพฤติกรรมของมันขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเพียงเล็กน้อยและมีความเสถียร ด้วยเหตุนี้พีวีซีจึงสามารถใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่และรูปทรงที่แปรผันได้

ทนต่อสารเคมีและน้ำมัน

พีวีซีทนต่อกรดด่างและสารประกอบอนินทรีย์เกือบทั้งหมด พีวีซีเปลี่ยนรูปหรือละลายในอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนคีโตนและอีเทอร์ไซคลิก แต่สามารถทนต่อตัวทำละลายอินทรีย์อื่น ๆ เช่นอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนและไฮโดรคาร์บอนที่ทำจากฮาโลเจน นอกจากนี้ความต้านทานต่อน้ำมันและไขมันยังดี

คุณสมบัติ

ความหนาแน่น

1.38 ก. / ซม. ³

จุดหลอมเหลว

ระหว่าง100ºCถึง260ºC

เปอร์เซ็นต์การดูดซึมน้ำ

0% ใน 24 ชั่วโมง

เนื่องจากองค์ประกอบทางเคมีพีวีซีจึงสามารถผสมกับหมายเลขคอมโพสิตในระหว่างการผลิตได้

จากนั้นด้วยการเปลี่ยนแปลงพลาสติไซเซอร์และสารเติมแต่งที่ใช้ในขั้นตอนนี้พีวีซีประเภทต่างๆจะได้รับโดยมีคุณสมบัติหลายอย่างเช่นความยืดหยุ่นความยืดหยุ่นความต้านทานต่อผลกระทบและการป้องกันการเติบโตของแบคทีเรียเป็นต้น

การประยุกต์ใช้งาน

พีวีซีเป็นวัสดุที่มีราคาไม่แพงและใช้งานได้หลากหลายในการก่อสร้างการดูแลสุขภาพอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รถยนต์ท่อเคลือบถุงเลือดโพรบพลาสติกฉนวนสายเคเบิล ฯลฯ

ใช้ในการก่อสร้างหลายด้านเนื่องจากความแข็งแรงความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันความชื้นและการขัดถู PVC เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานหุ้มสำหรับกรอบหน้าต่างหลังคาและรั้ว

มีประโยชน์อย่างยิ่งในการสร้างท่อเนื่องจากวัสดุนี้ไม่ผ่านการกัดกร่อนและอัตราการแตกเป็นเพียง 1% ของระบบโลหะหลอมเหลว

ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและความชื้นและสามารถใช้ในการเดินสายไฟที่มีการเคลือบ

พีวีซีใช้ในบรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น dragees แคปซูลและสิ่งของอื่น ๆ สำหรับใช้ในทางการแพทย์ นอกจากนี้กระเป๋าธนาคารเลือดยังทำจากพีวีซีใส

เนื่องจากพีวีซีมีราคาไม่แพงทนทานและกันน้ำจึงเหมาะสำหรับเสื้อกันฝนรองเท้าบูทและม่านอาบน้ำ

อ้างอิง

1. วิกิพีเดีย (2018) โพลีไวนิลคลอไรด์. สืบค้นเมื่อ 1 พฤษภาคม 2561 จาก: en.wikipedia.org
2. บรรณาธิการของสารานุกรมบริแทนนิกา (2018) โพลีไวนิลคลอไรด์. สืบค้นเมื่อ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: britannica.com
3. Arjen Sevenster ประวัติความเป็นมาของ PVC สืบค้นเมื่อ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: pvc.org
4. Arjen Sevenster คุณสมบัติทางกายภาพของ PVC สืบค้นเมื่อ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: pvc.org
5. สหพันธ์พลาสติกอังกฤษ (2018) โพลีไวนิลคลอไรด์ PVC. สืบค้นเมื่อ 1 พฤษภาคม 2561 จาก: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. คุณสมบัติของโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) . สืบค้นเมื่อ 1 พฤษภาคม 2561 จาก: ipolymer.com
7. สารเคมีความปลอดภัย (2018) โพลีไวนิลคลอไรด์. สืบค้นเมื่อ 1 พฤษภาคม 2561 จาก: chemicalafetyfacts.org
8. Paul Goyette (2018) ท่อพลาสติก . สืบค้นเมื่อ 1 พฤษภาคม 2018 จาก: commons.wikimedia.org