POLIVINIL KLORIDA: SEJARAH, STRUKTUR, SIFAT DAN KEGUNAANNYA - KIMIA - 2024

The Polyvinyl klorida adalah polimer yang industri penggunaan mula berkembang di di awal abad kedua puluh, disebabkan antara lain untuk kos rendah, ketahanan, rintangan dan penebat haba dan elektrik, antara sebab-sebab lain. Ini membolehkannya menggantikan logam dalam banyak aplikasi dan penggunaan.

Seperti namanya, ini terdiri daripada pengulangan banyak monomer vinil klorida, membentuk rantai polimer. Kedua-dua atom klorin dan vinil berulang kali dalam polimer, jadi ia juga boleh disebut polivinil klorida (PVC).

Di samping itu, ia adalah sebatian yang boleh dibentuk, sehingga dapat digunakan untuk membangun banyak potongan berbagai bentuk dan ukuran. PVC tahan terhadap kakisan terutamanya disebabkan oleh pengoksidaan. Oleh itu, tidak ada risiko pendedahannya kepada alam sekitar.

Sebagai titik negatif, ketahanan PVC boleh menjadi penyebab masalah, kerana pengumpulan sampahnya dapat menjadi penyumbang kepada pencemaran alam sekitar yang telah mempengaruhi planet ini selama beberapa tahun.

Sejarah polivinil klorida (PVC)

Pada tahun 1838, ahli fizik dan ahli kimia Perancis Henry V. Regnault menemui polivinil klorida. Kemudian, saintis Jerman Eugen Baumann (1872) mendedahkan sebotol vinil klorida kepada cahaya matahari dan melihat kemunculan bahan putih padat: itu adalah polivinil klorida.

Pada awal abad ke-20, saintis Rusia Ivan Ostromislansky dan saintis Jerman Frank Klatte dari Syarikat Kimia Jerman Griesheim-Elektron cuba mencari aplikasi komersial untuk polivinil klorida. Mereka akhirnya kecewa, kerana kadangkala polimernya kaku dan lain-lain rapuh.

Pada tahun 1926 Waldo Semon, seorang saintis yang bekerja untuk Syarikat BF Goodrich di Akron, Ohio, berjaya mencipta plastik tahan lasak, tahan air dan tahan api yang mampu mengikat logam. Ini adalah tujuan yang dicari oleh syarikat dan ini adalah penggunaan industri polyvinyl chloride yang pertama.

Pembuatan polimer dipergiatkan semasa Perang Dunia II, kerana ia digunakan dalam pelapisan pendawaian kapal perang.

Struktur kimia

Gambar atas menggambarkan rantai polimer polivinil klorida. Sfera hitam sesuai dengan atom karbon, yang putih ke atom hidrogen dan yang hijau ke atom klorin.

Dari perspektif ini, rantai ini mempunyai dua permukaan: satu klorin dan satu hidrogen. Susunan tiga dimensi yang paling mudah dilihat dari monomer vinil klorida, dan cara ia membentuk ikatan dengan monomer lain untuk membuat rantai:

Di sini, tali terdiri daripada unit n, yang dilampirkan dalam tanda kurung. Atom Cl menunjuk keluar dari pesawat (baji hitam), walaupun ia juga dapat menunjuk ke belakang, seperti yang dilihat dengan sfera hijau. Atom H berorientasikan ke bawah dan dapat dilihat dengan cara yang sama dengan struktur polimer.

Walaupun rantai ini hanya mempunyai satu ikatan, mereka tidak dapat berputar bebas kerana halangan sterik (spatial) atom Cl.

Kenapa? Kerana mereka sangat besar dan tidak mempunyai ruang yang cukup untuk berpusing ke arah lain. Sekiranya mereka melakukannya, mereka akan "memukul" dengan atom H yang berjiran.

Hartanah

Keupayaan menahan api

Properti ini disebabkan oleh adanya klorin. Suhu penyalaan PVC adalah 455 ° C, jadi risiko pembakaran dan kebakarannya rendah.

Di samping itu, haba yang dikeluarkan oleh PVC semasa pembakaran kurang kerana dihasilkan oleh polistirena dan polietilena, dua bahan plastik yang paling banyak digunakan.

Ketahanan

Dalam keadaan normal, faktor yang paling mempengaruhi daya tahan produk adalah ketahanannya terhadap pengoksidaan.

PVC mempunyai atom klorin yang melekat pada karbon di rantainya, yang menjadikannya lebih tahan terhadap pengoksidaan daripada plastik yang hanya mempunyai atom karbon dan hidrogen dalam strukturnya.

Pemeriksaan paip PVC yang terkubur selama 35 tahun, yang dilakukan oleh Japan PVC Pipe & Fitting Association, menunjukkan tidak ada kemerosotan. Malah kekuatannya setanding dengan paip PVC baru.

Kestabilan mekanikal

PVC adalah bahan yang stabil secara kimia yang menunjukkan sedikit perubahan struktur molekul dan kekuatan mekanikalnya.

Ia adalah bahan viskoelastik rantai panjang, rentan terhadap ubah bentuk dengan penggunaan daya luaran yang berterusan. Walau bagaimanapun, ubah bentuknya rendah, kerana menghadkan keterbatasan dalam pergerakan molekulnya.

Pemprosesan dan kebolehcetakan

Pemprosesan bahan termoplastik bergantung pada kelikatannya apabila cair atau cair. Di bawah keadaan ini, kelikatan PVC tinggi, kelakuannya sedikit bergantung pada suhu dan stabil. Atas sebab ini, PVC boleh digunakan untuk mengeluarkan produk besar dan bentuk berubah-ubah.

Rintangan kimia dan minyak

PVC tahan terhadap asid, alkali, dan hampir semua sebatian bukan organik. PVC berubah bentuk atau larut dalam hidrokarbon aromatik, keton, dan eter siklik, tetapi tahan terhadap pelarut organik lain seperti hidrokarbon alifatik dan hidrokarbon halogenasi. Ketahanan terhadap minyak dan lemak juga bagus.

Hartanah

Ketumpatan

1.38 g / cm ³

Takat lebur

Antara 100ºC hingga 260ºC.

Peratusan penyerapan air

0% dalam 24 jam

Oleh kerana komposisi kimianya, PVC mampu mencampurkan dengan nombor komposit semasa pembuatannya.

Kemudian, dengan memvariasikan pemplastik dan aditif yang digunakan pada tahap ini, pelbagai jenis PVC dapat diperoleh dengan pelbagai sifat, seperti kelenturan, keanjalan, ketahanan terhadap impak dan pencegahan pertumbuhan bakteria, antara lain.

Permohonan

PVC adalah bahan yang murah dan serba boleh yang digunakan dalam pembinaan, penjagaan kesihatan, elektronik, kenderaan, paip, pelapis, beg darah, probe plastik, penebat kabel, dll.

Ia digunakan dalam banyak aspek pembinaan kerana kekuatannya, ketahanan terhadap pengoksidaan, kelembapan dan lelasan. PVC sangat sesuai untuk pelapisan, untuk bingkai tingkap, bumbung dan pagar.

Ia sangat berguna dalam pembinaan paip, kerana bahan ini tidak mengalami kakisan dan kadar pecahnya hanya 1% daripada sistem logam lebur.

Menahan perubahan suhu dan kelembapan, dan boleh digunakan dalam pendawaian yang merupakan lapisannya.

PVC digunakan dalam pembungkusan produk yang berbeza, seperti dragees, kapsul dan barang-barang lain untuk kegunaan perubatan. Beg darah juga diperbuat daripada PVC lutsinar.

Kerana PVC berpatutan, tahan lama, dan kalis air, ia sangat sesuai untuk jas hujan, but, dan langsir mandi.

Rujukan

1. Wikipedia. (2018). Polivinil klorida. Diakses pada 1 Mei 2018, dari: en.wikipedia.org
2. Penyunting Encyclopaedia Britannica. (2018). Polivinil klorida. Diakses pada 1 Mei 2018, dari: britannica.com
3. Arjen Sevenster. Sejarah PVC. Diakses pada 1 Mei 2018, dari: pvc.org
4. Arjen Sevenster. Sifat Fizikal PVC. Diakses pada 1 Mei 2018, dari: pvc.org
5. Persekutuan Plastik Inggeris. (2018). PVC polivinil klorida. Diakses pada 1 Mei 2018, dari: bpf.co.uk
6. Sifat polimer klorida (PVC) International Polymer Solutions Inc. . Diakses pada 1 Mei 2018, dari: ipolymer.com
7. Bahan Kimia Keselamatan. (2018). Polivinil klorida. Diakses pada 1 Mei 2018, dari: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Tiub plastik. . Diakses pada 1 Mei 2018, dari: commons.wikimedia.org