Поливинил хлорид

Из Википедије, слободне енциклопедије
Поливинил хлорид
Понављајућа јединица ПВЦ полимерног ланца.
Просторно-попуњавајући модел дела ПВЦ ланца
Пуре Полyвинyл Цхлориде поwдер.јпг
Називи
ИУПАЦ назив
поли(1-хлороетен)[1]
Други називи
Полихлороетилен
Идентификација
Абревијација ПВЦ
ChEBI
ChemSpider
  • ноне
ЕЦХА ИнфоЦард 100.120.191
КЕГГ[2]
МеСХ Полyвинyл+Цхлориде
Својства
2Х3Цл)н[3]
Уколико није другачије напоменуто, подаци се односе на стандардно стање материјала (на 25 °Ц [77 °Ф], 100 кПа).
Референце инфокутије
Механичке особине
Елонгаја при прекиду 20–40%
Тест зарезивања 2–5 кЈ2
Температура стакленог прелаза 82 °Ц[4]
Тачка топљења 100–260 °Ц[4]
Ефективна топлота сагоревања 17.95 МЈ/кг
Специфична топлота (ц) 0.9 кЈ/(кг·К)
Апсорпција воде (АСТМ) 0.04–0.4
Напон диелектричног распада 40 MV/м

Поливинил хлорид (Поли(винил-хлорид, поли- + винил + хлорид; поливинилов хлорид, тзв. само „пластика“, или скраћено ПВЦ) је пластомерни материјал формиран од линеарних и разгранатих макромолекула опште формуле –(-ЦХ2-ЦХЦл-)н-.

Откриће[уреди]

Поливинил хлорид је случајно откривен барем два пута у 19. веку, први пут га је открио Хенри Виктор Регнаулт 1835. године, а други пут Еуген Бауманн 1872. године. Оба се пута полимер појавио као бела чврста материја унутар боца винил хлорида које су остављене на сунчевој светлости. У раном 20. веку руски хемичар Иван Остромисленски и Фритз Клатер из немачког хемијског трговачког друштва Гриесхеим-Електрон су покушали да користе поливинил хлорид у комерцијалним производима, али је крхки полимер узроковао неуспех било којег производа. Године 1926. Wалдо Семон и Б.Ф. Гоодрицх Цомпанy осмислили су метод ПВЦ пластицизирања мешајући га с различитим адитивима. Резултат је био флексибилнији и лакши за обраду материјал који је ускоро нашао мноштво облика комерцијалне примене.

Врсте[уреди]

Крути поли(винил-хлорид) је прозиран, тврд, жилав и тешко прерадив материјал; врло је отпоран на утицај атмосферских гасова, и има добра диелектрична својстава. Међутим, изразито је крт, што се отклања кополимеризацијом, нпр. с винил-ацетатом, а потом мешањем с другим полимерима, нпр. полиакрилатима.

Савитљиви поли(винил-хлорид) садржи 20 до 30% омекшивача (најчешће естара дикарбоксилних киселина, нпр. диоктил-фталата) и лако се прерађује. С повећањем удела омекшивача смањује се прекидна чврстоћа, модул еластичности и тачка остакљавања, а повећава се прекидно истезање и ударна жилавост, те се побољшавају свеукупна механичка својства при нижим температурама.

Пенасти поли(винил-хлорид) се користи у производњи вештачке коже (тзв. скаја), пресвлака за намештај и возила, у изради путних торби, итд.

Добијање и својства[уреди]

ПВЦ се већином производи поступком који се назива суспензиони поступак полимеризације. Суспензиона полимеризација је дисконтинуалан процес који се одвија у затвореном производном систему. Укапани винил-хлорид (мономер) диспергира се у деминерализованој води и полимеризује се помоћу иницијатора полимеризације уз додатак средства за одржавања стабилности суспензије. Реакција полимеризације започиње распадом иницијатора.

Добија се радикалном полимеризацијом винил-хлорида, најчешће у воденој суспензији, али и у маси, емулзији и раствору, при 50 до 70°Ц и притиску од 7-13 бара:

Н Х2C=ЦХ-Цл --> [-Х2C-ЦХ(Цл)-]н

Својства ПВЦ материјала се могу мењати уградњом других мономера током полимеризације, нпр. винил-ацетата или винилиден-хлорида, а и додатком многобројних стабилизатора, омекшивача (пластификатора) и пунила. Познато више од стотину ПВЦ модификација са широком распоном својстава, од тврдога и жилавога до меканог и еластомерног материјала, међу којима су крути и савитљиви поли(винил-хлориди) две темељне врсте. Захваљујући широкој примени његова потрошња стално расте и данас је већа од 37 x 106 т.

Укупно трајање тог процеса је око 4 до 7 сати. Реакција се прекида при 85% претворе мономера у полимер додавањем инхибитора реакције у полимеризатор. Будући да је реакција полимеризације егзотермна, мора се одводити топлота да би се могла контролирати температура самог процеса. Топлота се одводи посредством плашта полимеризатора. Расхладни медији су вода (око 23°Ц) и потхлађена вода (око 5°Ц). Неизреаговани мономер се испаравањем одводи у засебан систем који се назива рекуперација, гдје се након компримовања претвара у течност и складишти како би се поновно могао користити у процесу. Водена суспензија ПВЦ-а се одводи даље у спремник за складиштење суспензије, а затим се уводи у колону за раздвајање, где се суспензији одузима мономер. Демономеризирана суспензија се складишти у спремницима суспензије одакле се одводи на центрифугирање, гдје се одваја већина воде из ПВЦ-а, док се остатак влаге (воде) уклања у ротационим сушилицама струјом врућег ваздуха. Осушени производ се циклонима одваја од ваздуха, потом се пребацује пнеуматским транспортом у силосе на складиштење као готов производ

У смислу прихода, ПВЦ је један од најврједнијих производа у хемијској индустрији. На свету је преко 50% произведеног ПВЦ материјала коришти у грађевинарству. Посљедњих неколико година ПВЦ је замењивао традиционалне грађевне материјале као што су дрво, бетон и глина у многим подручјима. Ипак је од недавно више подстиче кориштење обновљивих материјала, због забринутости за животну средину и због токсичних својстава ПВЦ материјала. ПВЦ се често се рециклира, и користи се број "3" као симбол рециклаже.

Прерађивање[уреди]

Поли(винил-хлорид) се највише прерађује екструдирањем и каландрирањем те ињекцијским пресовањем, продувавањем и вакуумским обликовањем.

Упораба и примјена[уреди]

ПВЦ има многоструке примене, у првоме реду у грађевинарству за израдбу прозорских оквира, олука, ролета, тапета, поднога линолеума, одводних цевовода, итд.. Овај материјал има добра електрично-изолациона својстава па у електроиндустрији служи за израдбу кућишта, а понајвише за изолацију електричних каблова.

У великој мери се користи за производњу амбалаже (боца, амбалаже за лекове и козметику), а због мале пропусности за влагу и гасове употребљава се у облику фолија за пакирање животних намирница. Такође се користи за израђивање медицинских помагала, ауто делова, играчака, намештаја, итд. У пиротехници се користи за давање, жутих, зелених и црвених боја.

Проблем у свету и токсичност[уреди]

Управо због своје раширености постаје један од великих еколошких проблема, чему доприноси и његова токсичност у свим фазама од производње, преко употребе до одлагања.

Нуспродукт производње ПВЦ материјала су диоксини - један од најтоксичнијих икад створених хемијских једињења. Већ у изузетно малим количинама узрокује туморе, болести ендокриних жлијезда, смањење имунитета, дијабетес, кожне проблеме, те угрожава репродуктивну способност. И друга токсична једињења, нуспродукти производње ПВЦ материјала, попут етилен дихлорида или винил хлорида, такође се налазе у издувним гасовима и отпадним водама испуштају у животну средину.

Референце[уреди]

  1. „полy(винyл цхлориде) (ЦХЕБИ:53243)”. ЦХЕБИ. Приступљено 2012-07-12. 
  2. Јоанне Wиxон; Доуглас Келл (2000). „Wебсите Ревиеw: Тхе Кyото Енцyцлопедиа оф Генес анд Геномес — КЕГГ”. Yеаст. 17 (1): 48—55. дои:10.1002/(СИЦИ)1097-0061(200004)17:1<48::АИД-YЕА2>3.0.ЦО;2-Х. 
  3. „Субстанце Детаилс ЦАС Регистрy Нумбер: 9002-86-2”. Цоммонцхемистрy. ЦАС. Приступљено 2012-07-12. 
  4. 4,0 4,1 Wилкес, Цхарлес Е.; Суммерс, Јамес W.; Даниелс, Цхарлес Антхонy; Берард, Марк Т. (2005). ПВЦ Хандбоок. Хансер Верлаг. стр. 414. ИСБН 978-1-56990-379-7. 

Литература[уреди]

  • Технички лексикон, Лексикографски завод Мирослав Крлежа; главни уредник: Звонимир Јакобовић. Тискање довршено 21. просинца 2007.г., Националне и свеучилишне књижнице у Загребу под бројем 653717. ИСБН 978-953-268-004-1, стр. 666.
  • Титоw, W. (1984). ПВЦ Тецхнологy. Лондон: Елсевиер Апплиед Сциенце Публисхерс. ИСБН 978-0-85334-249-6. 

Спољашње везе[уреди]