Chlorek winylu
| polichlorek winylu (PVC) | ||
|---|---|---|
 trójwymiarowa struktura | ||
 struktura chemiczna | ||
| Ogólny | ||
| półrozwinięta formuła |
(C 2 H 3 Cl) n n = 700 do 1500 | |
| Formuła molekularna | ? | |
| Identyfikatory | ||
| numer CAS | 9002-86-2 [ 1 ] | |
| CZEBI | 53243 | |
| KEGG | C19508 | |
Polichlorek winylu ( PvC ) ( C2H3Cl ) n ( także polichlorek winylu ) jest produktem polimeryzacji monomeru chlorku winylu . [ 2 ] Jest to najbardziej wszechstronna pochodna tworzywa sztucznego. Może być wytwarzany w czterech różnych procesach: zawiesina, emulsja, masa i roztwór.
Wygląda jak biały materiał, który zaczyna mięknąć około 80 °C i rozkłada się powyżej 140 °C. Jest to polimer addycyjny, a także żywica powstająca w wyniku polimeryzacji chlorku winylu lub chloroetenu. Charakteryzuje się bardzo dobrą odpornością elektryczną i płomieniową .
Atom chloru połączony z jednym z każdych dwóch atomów węgla nadaje mu cechy amorficzne, głównie zapobiegając jego rekrystalizacji , wysoka spójność między cząsteczkami i łańcuchami polimerowymi PVC wynika głównie z silnych momentów dipolowych powodowanych przez atomy chloru, co z kolei dają pewną przeszkodę steryczną, to znaczy odpychają cząsteczki o tym samym ładunku, tworząc odpychanie elektrostatyczne, które zmniejszają elastyczność łańcuchów polimerowych.Ta trudność w konformacji strukturalnej powoduje konieczność włączenia dodatków w celu uzyskania pożądanego produktu końcowego.
W branży istnieją dwa rodzaje:
- sztywne: do pojemników, okien, rur — które w dużej mierze zastąpiły żelazo (które łatwiej rdzewieje) — stare lalki...;
- elastyczne: kable, obecne zabawki i lalki, obuwie, podłogi, wykładziny, sufity napinane...
PVC charakteryzuje się ciągliwością i wytrzymałością; Charakteryzuje się stabilnością wymiarową i odpornością na środowisko. Ponadto nadaje się do recyklingu różnymi metodami.
Pozyskiwanie
Uzyskuje się go z krakingu oleju, który polega na rozrywaniu wiązań chemicznych związku w celu uzyskania różnych właściwości i zastosowań. Otrzymuje się etylen, który w połączeniu z chlorem otrzymywanym z chlorku sodu daje dichlorowany etylen, który następnie staje się chlorkiem winylu. W procesie polimeryzacji staje się polichlorkiem winylu lub PVC. Materiał przed poddaniem procesom mającym na celu uformowanie przedmiotu jest mieszany z pigmentami i dodatkami, takimi jak między innymi stabilizatory czy plastyfikatory.
Paradoksalne jest to, że jeden z najmniej stabilnych polimerów komercyjnych jest jednocześnie jednym z najciekawszych obecnie tworzyw sztucznych, co znajduje odzwierciedlenie w dużej liczbie ton zużywanych rocznie na świecie. Ten komercyjny sukces był spowodowany głównie opracowaniem odpowiednich stabilizatorów i innych dodatków, które umożliwiły wytwarzanie wysoce użytecznych związków termoplastycznych.
Historia
Polichlorek winylu został odkryty przypadkowo co najmniej dwa razy w XIX wieku: po raz pierwszy w 1835 r. przez Henri Victora Regnaulta iw 1872 r. przez Eugena Baumanna . W obu przypadkach polimer pojawił się jako białe ciało stałe w butelkach z chlorkiem winylu po ekspozycji na światło słoneczne. Regnault wytwarzał chlorek winylu podczas traktowania dichloroetanu alkoholowym roztworem wodorotlenku potasu i przypadkowo polichlorku winylu, przez bezpośrednie wystawienie monomeru na działanie światła dziennego. Nie zdawał sobie jednak sprawy z wagi swoich odkryć, ani nie rozumiał, że biały proszek zawarty w szklanej zlewce był polimerem cieczy otrzymanej na początku. Baumann odniósł sukces w 1872 r. w polimeryzacji różnych halogenków winylu i jako pierwszy uzyskał niektóre z nich w postaci produktu z tworzywa sztucznego.
Na początku XX wieku rosyjscy chemicy Ivan Ostromislensky i Fritz Klatte próbowali wykorzystać PVC w produktach komercyjnych, ale ich wysiłki zakończyły się niepowodzeniem z powodu trudności w przetwarzaniu polimeru. Ostrominlensky uzyskał w 1912 roku warunki do polimeryzacji chlorku winylu i opracował odpowiednie techniki na skalę laboratoryjną.
Klatte de Grieskein odkrył w 1918 r. procesy, które do dziś stosuje się do produkcji chlorku winylu poprzez reakcję chlorowodoru i acetylenu w stanie gazowym , w obecności katalizatorów .
Chlorek winylu i jego polimery były laboratoryjnymi ciekawostkami aż 40 lat temu, kiedy rozpoczęto bardziej dogłębne i ukierunkowane badania w Niemczech , Stanach Zjednoczonych i Rosji .
W 1926 Waldo Semon , współpracując z firmą BF Goodrich Company , opracował metodę uplastyczniania PVC poprzez mieszanie z dodatkami, które pomogły uczynić materiał bardziej elastycznym i łatwiejszym w produkcji. Wraz z Reid of the Union Carbide i Chemical Carbon Company uzyskali patenty na produkcję PCW, które można uznać za punkt wyjścia do przemysłowej produkcji tego materiału.
Opracowanie wysokoudarowego PVC jest jednym z najważniejszych odkryć drugiej połowy XX wieku w odniesieniu do tego materiału.
Charakterystyka i właściwości
- Charakteryzuje się wysoką odpornością na ścieranie, dobrą odpornością mechaniczną i na uderzenia, co czyni ją powszechną i idealną w budownictwie.
- Dzięki zastosowaniu dodatków takich jak stabilizatory, plastyfikatory m.in. PVC może zostać przekształcony w materiał sztywny lub elastyczny, co pozwala na jego wykorzystanie w dużej liczbie zastosowań.
- Jest stabilny i obojętny, dlatego jest szeroko stosowany tam, gdzie higiena jest priorytetem, na przykład cewniki i worki na krew i preparaty krwiopochodne są wykonane z PVC, a także wiele rur do wody pitnej.
- Gęstość PVC wynosi od 1,3 do 1,4 w zależności od jego właściwości i właściwości.
- Jest to bardzo wytrzymały materiał, produkty z PVC mogą przetrwać nawet ponad sześćdziesiąt lat, co udowodniono w zastosowaniach takich jak rury do wody pitnej i toalety; Zgodnie ze stanem obiektów przewiduje się wydłużony okres użytkowania PCV, podobnie jak w przypadku stolarki drzwiowej i okiennej.
- Ze względu na atomy chloru, które są częścią polimeru PVC, nie pali się łatwo lub samoczynnie i przestaje palić po usunięciu źródła ciepła. Profile PCV stosowane w budownictwie do powłok, sufitów, drzwi i okien, ze względu na swoją niską palność.
- Jest skutecznie stosowany do izolacji i ochrony kabli elektrycznych w domu, biurze i przemyśle, ponieważ jest dobrym izolatorem elektrycznym.
- Staje się elastyczny i plastyczny bez konieczności poddawania go działaniu wysokich temperatur (zaledwie kilka sekund pod działaniem płomienia), a po schłodzeniu do temperatury pokojowej zachowuje nadany kształt i właściwości , co ułatwia jego modyfikację.
- Wysoka wartość energetyczna. Kiedy energia jest odzyskiwana w nowoczesnych systemach spalania odpadów, gdzie emisje są dokładnie kontrolowane, PCW dostarcza energię i ciepło do przemysłu i domów.
- Szeroki zakres twardości
- Wodoodporny.
- Opłacalny. Niski koszt instalacji.
- Jest bardzo odporny na korozję
Polimeryzacja
Polichlorek winylu jest produkowany na skalę przemysłową poprzez polimeryzację rodnikową, w masie, suspensyjną lub emulsyjną. Metody polimeryzacji w roztworze mają mniejsze znaczenie handlowe, przynajmniej w Europie. Chociaż szczegóły procesu nie są podane, według wzorcowego patentu chlorek winylu jest polimeryzowany z 0,8% nadtlenkiem benzoilu, w przeliczeniu na masę monomeru. Operację przeprowadza się w 58°C przez 17 godzin w obrotowym cylindrze, wewnątrz którego znajdują się kulki ze stali nierdzewnej. Ponieważ polimer jest nierozpuszczalny w monomerze, polimeryzacja w masie jest niejednorodna. Reakcja jest trudna do kontrolowania i powoduje nieznaczny spadek właściwości izolacyjnych i przezroczystości. Kształt i wielkość cząstek, jak również rozkład wielkości, można kontrolować zmieniając układ dyspersji i szybkość mieszania.
Toksyczność chlorku winylu
Toczy się debata na temat toksyczności PCW. Podczas gdy przemysł PCW zaprzecza jego możliwemu toksycznemu wpływowi na zdrowie i środowisko [ 3 ] niektóre grupy i organizacje środowiskowe potępiają, że długotrwałe wdychanie chlorku winylu może być przyczyną dolegliwości wątroby i raka. [ 4 ] PVC jest otrzymywany przez polimeryzację chlorku winylu. Chlorek winylu jest klasyfikowany w grupie 1 zgodnie z IARC [ 5 ] rakotwórczy dla ludzi. Chlorek winylu jest powiązany z rakiem wątroby, nowotworami krwi, takimi jak chłoniak i białaczka, rak ośrodkowego układu nerwowego i rak płuc. [ 6 ]
Zobacz także
Referencje
- ↑ Numer CAS
- ^ „Szczegóły substancji Numer rejestru CAS: 9002-86-2” . Chemia potoczna . CAS . Źródło 12 lipca 2012 .
- ↑ http://www.amiclor.org/index.php?option=com_content&view=article&id=109&Itemid=144
- ↑ Leonard, Annie: „Historia rzeczy”, Buenos Aires, FCE, 2010, s. 119.
- ^ „Chlorek winylu” . 100F (w języku angielskim) . Monografie IARC . Źródło 1 listopada 2018 .
- ^ „Chlorek winylu” . 20 marca 2015 r . Źródło 1 listopada 2018 .
