Cloruro di polivinile Storia, struttura chimica, proprietà e usi

il policloruro di vinile È un polimero il cui uso industriale ha iniziato a svilupparsi all'inizio del 20 ° secolo, dovuto tra l'altro al suo basso costo, alla sua durata, alla sua resistenza e alla sua capacità di isolamento termico ed elettrico, tra le altre ragioni. Ciò gli ha permesso di spostare i metalli in numerose applicazioni e utilizzi.

Come suggerisce il nome, consiste nella ripetizione di molti monomeri di cloruro di vinile, che formano una catena polimerica. Sia gli atomi di cloro che il vinile sono ripetuti n volte nel polimero, quindi può anche essere chiamato polivinilcloruro (cloruro di polivinile, PVC, in inglese).

Inoltre, è un composto modellabile, quindi può essere utilizzato per costruire numerosi pezzi di diverse forme e dimensioni. Il PVC è resistente alla corrosione dovuto principalmente all'ossidazione. Pertanto, non vi è alcun rischio nella vostra esposizione all'ambiente.

Come punto negativo, la durabilità del PVC può essere una causa di un problema, perché l'accumulo dei suoi rifiuti può essere un contributo all'inquinamento ambientale che ha colpito il pianeta per diversi anni.

indice

• 1 Storia del cloruro di polivinile (PVC)
• 2 Struttura chimica
• 3 proprietà
  • 3.1 Capacità di ritardare il fuoco
  • 3.2 Durata
  • 3.3 Stabilità meccanica
  • 3.4 Lavorazione e stampabilità
  • 3.5 Resistenza a prodotti chimici e oli
• 4 proprietà
  • 4.1 Densità
  • 4.2 Punto di fusione
  • 4.3 Percentuale di assorbimento d'acqua
• 5 usi
• 6 riferimenti

Storia del cloruro di polivinile (PVC)

Nel 1838, il fisico e chimico francese Henry V. Regnault scoprì il cloruro di polivinile. Più tardi, lo scienziato tedesco Eugen Baumann (1872) espose una bottiglia con cloruro di vinile alla luce del sole e osservò l'aspetto di un solido materiale bianco: era cloruro di polivinile.

All'inizio del XX secolo, lo scienziato russo Ivan Ostromislansky e lo scienziato tedesco Frank Klatte, della compagnia chimica tedesca Griesheim-Elektron, cercarono di trovare applicazioni commerciali per il cloruro di polivinile. Finirono per essere frustrati, perché a volte il polimero era rigido e altre volte era fragile.

Nel 1926, Waldo Semon, uno scienziato che lavorava per la B.F. Goodrich Company ad Akron, nell'Ohio, creò una plastica flessibile, resistente all'acqua, resistente al fuoco e capace di legarsi al metallo. Questo era l'obiettivo cercato dall'azienda e costituiva il primo uso industriale del cloruro di polivinile.

La produzione del polimero fu intensificata durante la seconda guerra mondiale, poiché era usata nel rivestimento di cavi di navi da guerra.

Struttura chimica

La catena polimerica di polivinilcloruro è illustrata nell'immagine superiore. Le sfere nere corrispondono agli atomi di carbonio, le sfere bianche corrispondono agli atomi di idrogeno e le sfere verdi corrispondono agli atomi di cloro.

Da questa prospettiva, la catena ha due superfici: una di cloro e una di idrogeno. La sua disposizione tridimensionale è più facilmente visualizzabile dal monomero di cloruro di vinile, e il modo in cui forma i legami con altri monomeri per creare la catena:

Qui, una stringa è composta da n unità, che sono racchiuse tra parentesi. L'atomo di Cl indica l'aereo (cuneo nero), sebbene possa anche puntare dietro di esso, come si vede con le sfere verdi. Gli atomi di H sono orientati verso il basso e, allo stesso modo, possono essere controllati con la struttura polimerica.

Sebbene la catena abbia solo collegamenti semplici, non possono ruotare liberamente a causa dell'impedimento sterico (spaziale) degli atomi di Cl.

Perché? Perché sono molto voluminosi e non hanno abbastanza spazio per ruotare in altre direzioni. Se lo facessero, avrebbero "colpito" con gli atomi di H vicini.

proprietà

Capacità di ritardare il fuoco

Questa proprietà è dovuta alla presenza di cloro. La temperatura di accensione del PVC è di 455 ° C, quindi il rischio di bruciare e accendere un incendio è basso.

Inoltre, il calore rilasciato dal PVC quando brucia è meno quando viene prodotto da polistirene e polietilene, due dei materiali plastici più utilizzati.

durabilità

In condizioni normali, il fattore che influenza maggiormente la durabilità di un prodotto è la sua resistenza all'ossidazione.

Il PVC ha atomi di cloro attaccati al carbonio nelle sue catene, il che lo rende più resistente all'ossidazione rispetto alle plastiche che hanno solo atomi di carbonio e idrogeno nella loro struttura.

L'esame dei tubi in PVC interrati per 35 anni, effettuato dalla Japan Pipe & Fitting Association, non ha mostrato alcun deterioramento. Anche la sua forza è paragonabile ai nuovi tubi in PVC.

Stabilità meccanica

Il PVC è un materiale chimicamente stabile che mostra pochi cambiamenti nella sua struttura molecolare e nella sua resistenza meccanica.

È un materiale viscoelastico a catena lunga, suscettibile di deformazioni dovute alla continua applicazione di una forza esterna. Tuttavia, la sua deformazione è bassa, poiché ha una limitazione nella sua mobilità molecolare.

Lavorazione e stampabilità

La lavorazione di un materiale termoplastico dipende dalla sua viscosità quando viene sciolta o sciolta.In questa condizione, la viscosità del PVC è elevata, il suo comportamento non dipende molto dalla temperatura ed è stabile. Per questo motivo, con il PVC è possibile produrre prodotti di grandi dimensioni e forme variabili.

Resistenza a prodotti chimici e oli

Il PVC è resistente agli acidi, agli alcali e quasi a tutti i composti inorganici. Il PVC si deforma o si dissolve in idrocarburi aromatici, chetoni ed eteri ciclici, ma è resistente ad altri solventi organici come idrocarburi alifatici e idrocarburi alogenati. Inoltre, la sua resistenza agli oli e ai grassi è buona.

proprietà

densità

1,38 g / cm³

Punto di fusione

Tra 100 ºC e 260 ºC.

Percentuale di assorbimento d'acqua

0% in 24 ore

Grazie alla sua composizione chimica, il PVC è in grado di miscelarsi con i numeri composti durante la sua produzione.

Quindi, variando i plastificanti e gli additivi utilizzati in questa fase, si possono ottenere diversi tipi di PVC con una gamma di proprietà, tra cui flessibilità, elasticità, resistenza agli impatti e prevenzione della crescita batterica.

applicazioni

Il PVC è un materiale economico e versatile che viene utilizzato nella costruzione, assistenza sanitaria, elettronica, automobili, tubi, rivestimenti, sacche di sangue, sonde di plastica, isolamento del cavo, ecc.

È utilizzato in molteplici aspetti della costruzione grazie alla sua resistenza, resistenza all'ossidazione, all'umidità e all'abrasione. Il PVC è ideale per rivestimenti, per la cornice di finestre, soffitti e recinzioni.

È stato particolarmente utile nella costruzione di tubi, poiché questo materiale non presenta corrosione e la sua velocità di rottura è solo dell'1% rispetto a quella dei sistemi di metallo fuso.

Supporta i cambiamenti di temperatura e umidità, essendo in grado di utilizzare nel cablaggio che costituisce il suo rivestimento.

Il PVC è utilizzato nella confezione di diversi prodotti, come confetti, capsule e altri elementi per uso medico. Inoltre, i sacchetti del sangue sono costruiti con un PVC trasparente.

Poiché il PVC è economico, resistente e resistente all'acqua, è ideale per impermeabili, stivali e tende da doccia.

riferimenti

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4. Arjen Sevenster. Proprietà fisiche del PVC. Estratto il 1 maggio 2018 da: pvc.org
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