所述聚氯乙烯是一种聚合物,其工业用途开始在开发的二十世纪初,由于其中其他事情其成本低,耐用性,电阻和它的热和电绝缘性,在其他原因中。这使其可以在许多应用和用途中替代金属。
顾名思义,它由许多氯乙烯单体的重复组成,形成聚合物链。氯原子和乙烯基原子在聚合物中均重复n次,这就是为什么它也可以称为聚氯乙烯(PVC)的原因。
另外,它是可模压的化合物,因此可以用来制造许多不同形状和尺寸的零件。PVC主要由于氧化而具有抗腐蚀能力。因此,其暴露于环境中没有风险。
不利的一面是,PVC的耐用性可能成为问题的原因,因为其废物的积累可能导致对环境造成了巨大影响的环境污染已经持续了数年之久。
聚氯乙烯(PVC)的历史
1838年,法国物理学家和化学家亨利·雷格诺(Henry V. Regnault)发现了聚氯乙烯。后来,德国科学家Eugen Baumann(1872)将一瓶氯乙烯暴露在阳光下,观察到了白色固体的出现:它是聚氯乙烯。
20世纪初,俄罗斯科学家Ivan Ostromislansky和德国化学公司Griesheim-Elektron的德国科学家Frank Klatte试图找到聚氯乙烯的商业应用。他们最终感到沮丧,因为有时聚合物是刚性的,而有时则是脆性的。
1926年,在俄亥俄州阿克伦市的BF Goodrich公司工作的科学家沃尔多·西蒙(Waldo Semon)成功地创造了一种能够与金属粘合的柔软,防水,耐火的塑料。这是该公司追求的目标,并且是聚氯乙烯的首次工业用途。
在第二次世界大战期间,这种聚合物的制造得到了加强,因为它被用于军舰配线的涂层。
化学结构
上图显示了聚氯乙烯的聚合物链。黑色的球形对应于碳原子,白色的球形对应于氢原子,绿色的球形对应于氯原子。
从这个角度来看,链具有两个表面:一个氯和一个氢。从氯乙烯单体及其与其他单体形成键以形成链的方式最容易看到其三维排列:
在此,字符串由n个单位组成,并用括号括起来。Cl原子指向平面之外(黑色楔形),尽管它也可以指向平面的后面(如绿色球体所示)。H原子向下取向并且可以以与聚合物结构相同的方式看到。
尽管该链仅具有单键,但由于Cl原子的空间(空间)障碍,它们无法自由旋转。
为什么?因为它们非常笨重,并且没有足够的空间向其他方向旋转。如果这样做,它们将与相邻的H原子“碰撞”。
物产
防火能力
该性质归因于氯的存在。PVC的着火温度为455°C,因此燃烧和着火的风险低。
另外,聚氯乙烯在燃烧时释放的热量较少,因为聚苯乙烯和聚乙烯是两种使用最广泛的塑料材料。
耐用性
在正常条件下,最影响产品耐用性的因素是其抗氧化性。
PVC的链中碳原子上连接有氯原子,这使其结构比仅具有碳和氢原子的塑料更耐氧化。
由日本PVC管材和管件协会进行的对埋了35年的PVC管的检查表明,这些管没有变质。甚至其强度也可与新型PVC管媲美。
机械稳定性
PVC是一种化学稳定的材料,其分子结构和机械强度几乎没有变化。
它是一种长链粘弹性材料,易受持续施加外力作用而变形的影响。但是,由于其分子迁移率受到限制,因此其变形低。
加工和成型性
热塑性材料的加工取决于其熔融或熔化时的粘度。在这种条件下,PVC的粘度很高,其行为几乎不受温度影响,并且很稳定。因此,PVC可用于制造大型产品和各种形状。
耐化学和耐油
PVC耐酸,碱和几乎所有无机化合物。PVC会变形或溶解在芳族烃,酮和环状醚中,但能抵抗其他有机溶剂,例如脂族烃和卤代烃。另外,它对油脂的抵抗力也很好。
物产
密度
1.38克/厘米3
熔点
在100ºC和260ºC之间。
吸水率
24小时内为0%
由于其化学成分,PVC在制造过程中能够与复合编号混合。
然后,通过改变该阶段中使用的增塑剂和添加剂,可以获得具有各种性质的不同类型的PVC,例如柔韧性,弹性,抗冲击性和防止细菌生长等。
应用领域
PVC是一种廉价且用途广泛的材料,用于建筑,医疗保健,电子,汽车,管道,涂料,血袋,塑料探头,电缆绝缘层等。
由于其强度,抗氧化性,防潮性和耐磨性,它可用于建筑的许多方面。PVC非常适合用于砌面,窗框,屋顶和围墙。
它在管道的构造中特别有用,因为该材料不会受到腐蚀,并且其破裂率仅为熔融金属系统的破裂率的1%。
承受温度和湿度的变化,可用于构成其涂层的布线中。
PVC用于不同产品的包装,例如糖衣杏仁,胶囊和其他医疗用途。此外,血袋袋由透明PVC制成。
由于PVC价格低廉,耐用且防水,因此非常适合雨衣,靴子和浴帘。
参考文献
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