POLICLORUR DE VINIL: HISTÒRIA, ESTRUCTURA, PROPIETATS I USOS - QUIMICA - 2025

El policlorur de vinil és un polímer l'ús industrial va començar a desenvolupar-se al començament de segle XX, a causa entre d'altres aspectes del seu baix cost, la seva durabilitat, la seva resistència i la seva capacitat d'aïllament tèrmic i elèctric, entre altres motius. Això li ha permès desplaçar els metalls en nombroses aplicacions i ús.

Com el seu nom assenyala, consisteix de la repetició de molts monòmers de clorur de vinil, formant una cadena polimèrica. Tant els àtoms de clor com el vinil es repeteixen n vegades en el polímer, de manera que també se li pot dir clorur de polivinil (polyvinyl chloride, PVC, en anglès).

A més, és un compost emmotllable, pel que pot ser usat per construir nombroses peces de diferents formes i mides. El PVC és resistent a la corrosió deguda principalment a l'oxidació. Per tant, no hi ha risc en la seva exposició a el medi ambient.

Com a punt negatiu s'ha de la durabilitat de l'PVC pot ser causant d'un problema, pel fet que l'acumulació de les seves deixalles poden ser contribuents de la contaminació ambiental que tant afecta el planeta des de fa anys.

Història de l'policlorur de vinil (PVC)

En 1838, el físic i químic francès Henry V. Regnault va descobrir el clorur de polivinil. Més endavant, el científic alemany Eugen Baumann (1872) va exposar una ampolla amb clorur de vinil a la llum solar i va observar l'aparició d'un material sòlid de color blanc: era el policlorur de vinil.

A el principi de segle XX el científic rus Iván Ostromislansky i el científic alemany Frank Klatte, de German Chemical Company Griesheim-Elektron, van tractar de trobar aplicacions comercials per al policlorur de vinil. Van acabar frustrats, perquè de vegades el polímer era rígid i altres vegades era fràgil.

En 1926 Waldo Semon, un científic que treballava per BF Goodrich Company, a Akron, Ohio, va aconseguir crear un plàstic flexible, a prova d'aigua, resistent a el foc i capaç d'unir-se a l'metall. Aquesta era la meta buscada per la companyia i va constituir el primer ús industrial de l'policlorur de vinil.

La fabricació de l'polímer es va intensificar durant la Segona Guerra Mundial, ja que es va usar en el recobriment de l'cablejat dels vaixells de guerra.

estructura química

A la imatge superior es il·lustra la cadena polimèrica de l'policlorur de vinil. Les esferes negres corresponen als àtoms de carboni, les blanques als àtoms d'hidrogen i les verdes als àtoms de clor.

Des d'aquesta perspectiva, la cadena té dues superfícies: una de clor i una altra d'hidrogen. El seu arranjament tridimensional es visualitza amb més facilitat a partir de l'monòmer clorur de vinil, i de la manera en què forma enllaços amb altres monòmers per crear la cadena:

Aquí, una cadena està conformada per n unitats, les quals estan tancades entre parèntesis. L'àtom de Cl apunta fora de l'àmbit (falca negra), encara que també pot apuntar darrera d'aquest, tal com s'observa amb les esferes verdes. Els àtoms d'H s'orienten cap a baix i, de la mateixa manera, es pot comprovar amb l'estructura polimèrica.

Tot i que la cadena posseeix només enllaços simples, aquests no poden rotar lliurement a causa de l'impediment estèric (espacial) dels àtoms de Cl.

Per què? Perquè són molt voluminosos i no tenen espai suficient per rotar en altres direccions. Si ho fessin, es "copejarien" amb els àtoms d'H veïns.

propietats

Capacitat de retardar el foc

Aquesta propietat és deguda a la presència de clor. La temperatura d'ignició de l'PVC és de 455 ºC, de manera que el risc de cremar i iniciar un foc és baix.

A més, la calor alliberada pel PVC a l'cremar és menor a l'ésser produït pel poliestirè i el polietilè, dos dels materials plàstics més usats.

durabilitat

En condicions normals, el factor que influència en major grau la durabilitat d'un producte és la seva resistència a l'oxidació.

El PVC presenta àtoms de clor units als carbonis de les seves cadenes, el que el fa més resistent a l'oxidació que els plàstics que només posseeixen en la seva estructura àtoms de carboni i hidrogen.

L'examen de canonades de PVC enterrades durant 35 anys, realitzat per la Japan PVC Pipe & Fitting Association, no va mostrar deteriorament en aquestes. Fins i tot la seva fortalesa és comparable a les canonades de PVC noves.

estabilitat mecànica

El PVC és un material químicament estable que mostra pocs canvis en la seva estructura molecular i en la seva resistència mecànica.

És un material viscoelàstic de cadena llarga, susceptible a la deformació per la contínua aplicació d'una força exterior. No obstant això, la seva deformació és baixa, ja que presenta limitació en la seva mobilitat molecular.

Processament i modelabilitat

El processament d'un material termoplàstic depèn de la seva viscositat quan està fos o fos. Sota aquesta condició, la viscositat de l'PVC és alta, sent el seu comportament poc dependent de la temperatura i és estable. Per aquesta raó, amb el PVC es pot fabricar productes de grans dimensions i formes variables.

Resistències als químics i els olis

El PVC és resistent a àcids, àlcalis i gairebé tots els compostos inorgànics. El PVC es deforma o es dissol en hidrocarburs aromàtics, cetones i èters cíclics, però és resistent a altres solvents orgànics com els hidrocarburs alifàtics i hidrocarburs halogenats. Així mateix, la seva resistència als olis i greixos és bona.

propietats

densitat

1,38 g / cm ³

Punt de fusió

Entre 100 ºC i 260 ºC.

Percentatge d'absorció d'aigua

0% en 24 hores

A causa de la seva composició química, el PVC és capaç de barrejar-se amb nombres compostos durant la seva fabricació.

Llavors, variant els plastificadores i additius usats en aquesta etapa, es poden obtenir diferents tipus de PVC amb una gamma de propietats, com flexibilitat, elasticitat, resistència als impactes i prevenció el creixement bacterià, entre d'altres.

usos

El PVC és un material econòmic i versàtil que s'utilitza en construcció, cura de la salut, electrònica, automòbils, canonades, revestiments, bosses de sang, sondes plàstiques, aïllament de cables, etc.

S'utilitza en múltiples aspectes de la construcció a causa de la seva fortalesa, resistència a l'oxidació, a la humitat ia l'abrasió. El PVC és ideal per al revestiment, per al marc de les finestres, sostres i tanques.

Ha estat d'especial utilitat en la construcció de canonades, ja que aquest material no experimenta corrosió i el seu índex de ruptura és de tot just de l'1% de què presenten els sistemes de metalls fosos.

Suporta els canvis de temperatura i humitat, podent-se utilitzar en el cablejat constituint el seu revestiment.

S'usa PVC a l'envasament de diferents productes, com dragees, càpsules i altres elements d'ús mèdic. Així mateix, les borses dels bancs de sang estan construïdes amb un PVC transparents.

A causa que el PVC és assequible, durador i resistent a l'aigua, és ideal per a impermeables, botes i cortines de bany.

referències

1. Wikipedia. (2018). Polyvinyl chloride. Recuperat el 01 de Maig de 2018, de: en.wikipedia.org
2. The Editors of Encyclopaedia Britannica. (2018). Polyvinyl chloride. Recuperat el 01 de Maig de 2018, de: britannica.com
3. Arjen Sevenster. The history of PVC. Recuperat el 01 de Maig de 2018, de: pvc.org
4. Arjen Sevenster. PVC s Physical Properties. Recuperat el 01 de Maig de 2018, de: pvc.org
5. British Plastics Federation. (2018). Polyvinyl Chloride PVC. Recuperat el 01 de Maig de 2018, de: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc polyvinyl chloride (PVC) properties.. Recuperat el 01 de Maig de 2018, de: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Clorur de polivinil. Recuperat el 01 de Maig de 2018, de: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Plastic tubing.. Recuperat el 01 de Maig de 2018, de: commons.wikimedia.org