ポリ塩化ビニルの歴史、化学構造、特性および用途



の ポリ塩化ビニル それは、他の理由の中でもとりわけ、その低コスト、その耐久性、その抵抗性、およびその熱的および電気的絶縁能力のために、その工業用途が２０世紀の初めに発達し始めたポリマーである。これはそれが多数の適用および使用の金属を取り替えることを可能にしました.

その名前が示すように、それはポリマー鎖を形成する、多くの塩化ビニルモノマーの繰り返しからなる。塩素原子とビニルの両方がポリマー中でn回繰り返されているので、ポリ塩化ビニルとも呼ばれます。ポリ塩化ビニル, PVC、英語）.

さらに、それは成形可能なコンパウンドです、従ってそれは異なった形およびサイズの多数の部分を造るのに使用することができます。 PVCは主に酸化による腐食に耐性があります。したがって、環境にさらされる危険性はありません。.

マイナスの点として、PVCの耐久性が問題の原因になる可能性があります。廃棄物の蓄積は、数年間にわたって地球に影響を与えてきた環境汚染の一因となる可能性があるためです。.

索引

  • 1ポリ塩化ビニル（PVC）の歴史
  • 2化学構造
  • 3プロパティ
    • 3.1火を遅らせる能力
    • 3.2耐久性
    • 3.3機械的安定性
    • 3.4加工と成形性
    • 3.5化学薬品およびオイルに対する抵抗
  • 4プロパティ
    • 4.1密度
    • 4.2融点
    • 4.3吸水率
  • 5つの用途
  • 6参考文献

ポリ塩化ビニル（PVC）の歴史

1838年、フランスの物理学者で化学者のヘンリーV.レグノーがポリ塩化ビニルを発見しました。その後、ドイツの科学者Eugen Baumann（1872）が塩化ビニルの入った瓶を日光にさらし、固体の白い材料の外観を観察しました。それはポリ塩化ビニルでした。.

20世紀の初めに、ドイツの化学会社Griesheim-Elektronのロシアの科学者Ivan Ostromislanskyとドイツの科学者Frank Klatteは、ポリ塩化ビニルの商業用途を見つけようとしました。時にはポリマーが硬い場合もあれば壊れやすいので、彼らはイライラすることになりました.

1926年、オハイオ州アクロンにあるB. F. Goodrich Companyで働いていた科学者Waldo Semonが、防水性、耐火性、そして金属に結合することができる柔軟なプラスチックを作成しました。これが同社が目指す目標であり、ポリ塩化ビニルの最初の工業的使用を構成する.

それは軍艦の配線のコーティングに使用されていたので、ポリマーの製造は第二次世界大戦中に強化されました.

化学構造

ポリ塩化ビニルのポリマー鎖は上の画像に示されています。黒い球は炭素原子に対応し、白い球は水素原子に対応し、緑色の球は塩素原子に対応します.

この観点から、鎖は二つの表面を持っています：一つは塩素でもう一つは水素です。その立体的な配置は、塩化ビニルモノマー、およびそれが他のモノマーと結合して鎖を形成する方法から最も容易に視覚化されます。

ここでは、文字列はn個の単位で構成されています。単位は括弧で囲まれています。緑色の球体で見られるように、Cl原子は平面の外側を指しています（黒いくさび）。 H原子は下向きであり、同様にポリマー構造で確認できます。.

鎖は単純な結合しか持たないが、Ｃｌ原子の立体的（空間的）障害のためにこれらは自由に回転することはできない。. 

なんで？それらは非常にかさばっており、他の方向に回転するのに十分なスペースがないからです。もしそうであれば、それらは隣接するH原子と「ぶつかる」でしょう。.

プロパティ

火を遅らせる能力

この性質は塩素の存在によるものです。 PVCの発火温度は455°Cであるため、燃焼および火災の危険性は低い.

さらに、燃焼時にPVCから放出される熱は、最も使用されている2つのプラスチック材料の2つであるポリスチレンとポリエチレンによって生成される場合の方が小さくなります。.

耐久性

通常の条件下で、製品の耐久性に最も影響を与える要因は耐酸化性です.

PVCは、その鎖の中に炭素に結合した塩素原子を持っています、それはそれがそれらの構造の中に炭素と水素原子だけを持っているプラ​​スチックより酸化に対してより抵抗力があるようにします.

日本塩ビ管継手協会が行った35年間の埋設塩ビ管の検査では、これらの劣化は見られませんでした。その強度も新しいPVCパイプに匹敵します.

機械的安定性

ＰＶＣは、その分子構造およびその機械的耐性にほとんど変化を示さない化学的に安定な材料である。.

それは外力の連続的な適用による変形に敏感な長鎖の粘弾性材料です。しかしながら、それはその分子運動性における制限を提示するので、その変形は低い。.

加工と成形性

熱可塑性材料の加工は、それが溶融または溶融したときのその粘度に依存する。この条件下では、ＰＶＣの粘度は高く、その挙動は温度にほとんど依存せず安定している。このため、PVCを使用すると、サイズが大きく可変形状の製品を生産できます。.

化学薬品およびオイルに対する抵抗

PVCは酸、アルカリ、そしてほとんどすべての無機化合物に耐性があります。 ＰＶＣは、芳香族炭化水素、ケトンおよび環状エーテルに変形または溶解するが、脂肪族炭化水素およびハロゲン化炭化水素などの他の有機溶媒に対して耐性がある。また、油脂に対する耐性は優れています.

プロパティ

密度

1.38 g / cm3

融点

100〜260℃.

吸水率

24時間で0％

その化学組成により、PVCは製造中に複合材料と混ぜることができます。.

次いで、この段階で使用される可塑剤および添加剤を変えることによって、とりわけ柔軟性、弾性、耐衝撃性および細菌増殖の防止などの一連の特性を有する異なる種類のＰＶＣを得ることができる。.

用途

ＰＶＣは、建築、健康管理、電子機器、自動車、パイプ、コーティング、血液バッグ、プラスチックプローブ、ケーブル絶縁体などに使用される経済的で用途の広い材料です。.

それは、その強度、耐酸化性、湿気および磨耗性のために建築の様々な面で使用されています。 PVCは窓、天井および塀のフレームのために、クラッディングのために理想的です.

この材料は腐食を起こさず、その破断率は溶融金属系によって提示される破断率のほんの１％であるので、それはパイプの構築において特に有用であった。.

温度や湿度の変化に対応し、コーティングを構成する配線にも使用可能.

ＰＶＣは、糖衣錠、カプセル、および医療用の他の要素などの様々な製品の包装に使用されている。また、血液銀行のバッグは透明なPVCで作られています.

PVCは手頃な価格で、丈夫で耐水性があるため、レインコート、ブーツ、バスルームのカーテンに最適です。.

参考文献

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