Clorura de polivinil
| Clorura de polivinil | |
|---|---|
 Formula structurală din PVC | |
 Structura 3D a unei secțiuni a moleculei de PVC | |
| Abrevieri | |
| PVC | |
| Denumiri alternative | |
| Etilă policlorurată Clorura de polivinil Vinil Clorura de polivinil | |
| numar CAS | |
| Caracteristici generale | |
| Compoziţie | polimer de clorură de vinil |
| Aspect | Solid |
| Proprietăți fizico-chimice | |
| Densitate (g / l, în cs ) | 1,40-1,45 g / cm 3 |
| Solubilitate în apă | insolubil |
| Temperatura de topire ( K ) | ~ 100-260 ° C (373-533 K ) |
| Conductivitate termică ( W / m · K ) | 0,19 (variabil) |
| Informații de siguranță | |
| Temperatura de autoaprindere (K) | 600 ° C (873 K) |
| Cod de reciclare | |
| 03 PVC |  |
Clorura de polivinil , cunoscută și sub numele de clorură de polivinil sau cu abrevierea corespunzătoare PVC , este polimerul clorurii de vinil , având formula - (CH 2 CHCl) n - și greutate moleculară între 60 000 și 150 000 u . Este cel mai important polimer din seria obținut din monomeri de vinil și este unul dintre cele mai consumate materiale plastice din lume.
Pur, este un material rigid; Își datorează versatilitatea de aplicare posibilității de a fi, de asemenea, amestecat în proporții mari în compuși anorganici și produse plastifiante , cum ar fi, de exemplu, esteri ai acidului ftalic , făcându-l flexibil și modelabil. Este considerat stabil și sigur în aplicații tehnologice la temperatura camerei, dar extrem de periculos dacă este ars sau încălzit la temperaturi ridicate și în plante nepotrivite pentru tratarea acestuia, datorită prezenței clorului în moleculă, care poate fi eliberat ca acid clorhidric , conform la următoarea reacție:
PVC-ul nu se degradează prin depolimerizare pentru a forma clorură de vinil monomer; dioxinele și furanii se pot forma atunci când materialul este descompus termic, dar nu se formează atunci când PVC-ul arde datorită oxidării lor ușoare la temperaturi ridicate. [1] [2]
La fel ca alte materiale plastice, este un polimer ușor de reciclat (codul SPI - sistem de codificare a identificării rășinii 3), cu sisteme adecvate. Cea mai comună și mai puțin costisitoare este reciclarea fizică / mecanică. De asemenea, sunt dezvoltate tehnologii de reciclare chimică (cum ar fi tehnica Vinyloop ).
Istorie
Clorura de polivinil a fost observată întâmplător în două ocazii în secolul al XIX-lea , mai întâi în 1835 de Henri Victor Regnault și apoi în 1872 de Eugen Baumann . În ambele cazuri, o masă albă solidă de polimer a fost găsită în sticlele de clorură de vinil lăsate expuse la lumina soarelui.
La începutul secolului al XX-lea, încercările de exploatare comercială a produsului de către rusul Ivan Ostromislenskij și germanul Fritz Klatte de la Griesheim-Elektron au fost frustrate de dificultatea de a lucra materialul, care era prea rigid și fragil.
În 1926 , Waldo Semon de la BF Goodrich a dezvoltat o tehnică pentru a face PVC viabil prin amestecarea acestuia cu aditivi plastifianți. Produsul rezultat, mai flexibil și mai ușor de utilizat, a obținut în curând o utilizare pe scară largă.
Primii copolimeri pe bază de clorură de polivinil și acetat de polivinil au fost produși de American Union Carbide în 1927 ; șase ani mai târziu, IG Farben a brevetat tehnicile de polimerizare a emulsiei în Germania .
În Italia , unul dintre principalii producători de PVC a fost Montedison , care avea propriile fabrici de producție pentru polimer și monomerul corespunzător în centrul petrochimic din Porto Marghera din Veneția . Prima companie care a început producția industrială de PVC în Italia a fost în schimb SA Ursus Gomma din Vigevano care a construit, în 1939 , o nouă fabrică special creată pentru prelucrarea noului material. Brescia a fost un centru important pentru producția de PVC până în anii nouăzeci .
Sinteză
Reacția de polimerizare a clorurii de vinil duce la formarea unor molecule liniare lungi
┌ ┐
n CH 2 =CHCl → ─┼ CH 2 -CHCl ┼─
└ ┘ n
și este declanșat de adăugarea unui inițiator , adică un compus capabil să genereze radicali .
Reacția este de natură să favorizeze o combinație cap-coadă a moleculelor de clorură de vinil, adică alternativ cu grupări -CH 2 - și -CHCl- de-a lungul lanțului.
Reacția de polimerizare este exotermă, adică produce căldură, prin urmare temperatura din interiorul reactorului trebuie controlată pentru a preveni supraîncălzirea masei de reacție, care ar putea duce și la o reacție explozivă. Din acest motiv, sinteza PVC-ului este rareori efectuată în vrac , adică prin adăugarea inițiatorului la o masă de clorură de vinil. Chiar și atunci când reacția în vrac este menținută sub control, poate apărea supraîncălzire locală care modifică semnificativ proprietățile mecanice și aspectul polimerului obținut.
Pentru a dispersa căldura de reacție, reacția se efectuează în soluție, în emulsie sau în suspensie; în acest fel mediul lichid (un solvent sau apă) îndepărtează căldura prin evaporare; vaporii sunt apoi condensați și reciclați în reactor.
- în soluție : clorura de vinil este dispersată într-un solvent organic în care polimerul este insolubil, astfel reacția se desfășoară în condiții controlate și polimerul este purificat prin filtrare simplă. În timp ce se obține un polimer foarte pur, cu caracteristici omogene, metoda poate fi aplicată doar la scară de laborator sau de instalație pilot , având în vedere riscurile de mediu și de siguranță pe care le prezintă utilizarea unor cantități mari de solvenți organici.
- în emulsie : clorura de vinil, lichefiată prin presiune, este emulsionată în apă cu adăugarea de substanțe care stabilizează emulsia; la sfârșitul reacției se obține un latex din care polimerul este separat prin uscare cu aer fierbinte sau prin precipitare. PVC-ul obținut prin emulsie are o aptitudine mai bună pentru prelucrare, deoarece prin adăugarea de plastifianți este mai fluid și mai ușor de imprimat, totuși nu este foarte potrivit pentru aplicații speciale, având în vedere higroscopicitatea sa mai mare în comparație cu PVC-ul obținut cu alte procese și electricitatea sa mai slabă. proprietăți., datorită prezenței reziduurilor produselor necesare stabilizării emulsiei și ulterior coagulării acesteia.
- în suspensie : este cel mai frecvent proces și constă în păstrarea clorurii de vinil dispersată în apă prin agitare și prezența substanțelor active la suprafață; prin adăugarea inițiatorului, fiecare picătură de monomer polimerizează separat și se transformă într-o bilă de polimer, recuperată prin filtrare și uscare.
Proprietate
La sfârșitul reacțiilor de polimerizare este prezentat sub formă de pulbere sau ca granulat alb; densitatea este în general de 1,40-1,45 g / cm³.
PVC-ul poate fi transformat în articole rigide (u-PVC), semirigide și plastifiate. Se adaugă PVC plastifiat (p-PVC) cu aditivi plastifianți care îi măresc moliciunea [3] .
PVC-ul este un polimer instabil la lumină și căldură. În special, în timpul procesului de producție, căldura și forfecarea au un efect degradant asupra acestuia, care se manifestă prin emisia de acid clorhidric. Aceasta determină formarea secvențelor poliene și a unei structuri reticulate care provoacă o variație puternică a culorii (mai întâi galben, apoi roșu, maro, negru) și o creștere a vâscozității topiturii. Din acest motiv, pentru a putea fi prelucrat, trebuie adăugați aditivi precum stabilizatori, lubrifianți, ajutoare de proces etc. Stabilizatorii pot fi produși cu săpunuri de calciu și zinc, molecule organice, derivați organometalici de staniu, săruri de bariu, carboxilați de cadmiu și săruri de plumb [3] . În Uniunea Europeană, utilizarea stabilizatorilor pe bază de cadmiu s-a încheiat în 2007 [4] . La cablurile și mufele electrice, utilizarea stabilizatorilor de plumb a fost interzisă odată cu intrarea în vigoare a Directivei 2002/95 / CE (RoHS) în 2003, iar stabilizatorii de plumb au fost înlocuiți cu stabilizatori de calciu-zinc. În Uniunea Europeană, înlocuirea stabilizatorilor de plumb a fost finalizată la sfârșitul anului 2015, în urma deciziei voluntare a producătorilor de stabilizatori (ESPA) de a trece la alternative precum stabilizatorii de calciu zinc și stabilizatorii organici de calciu [5] .
Aplicații
Utilizările PVC sunt nenumărate: pot fi modelate prin presare la cald în formele dorite, extrudate, calandrate sau reduse la lichid pentru acoperirea țesăturilor, suprafețelor, rezervoarelor, supapelor, robinetelor, rezervoarelor și fibrelor textile artificiale.
Cele mai relevante aplicații sunt producția de țevi pentru construcții (de exemplu jgheaburi și țevi pentru apă potabilă), cabluri electrice, profile pentru ferestre, pardoseli din vinil, folie rigidă și plastifiată pentru ambalare și transformarea hârtiei.
În termeni de aplicare, PVC este cel mai versatil material plastic cunoscut. Este „vinilul” prin excelență folosit pentru producția de discuri .
PVC pentru uz textil
Există mai multe tipuri de PVC pentru uz textil. Primul tip, denumit comercial Movil, a fost produs în Franța încă din 1949 pornind din PVC esențial amorf. Un al doilea tip, denumit comercial Leavil, este fabricat din PVC cristalin și este de o calitate mai bună.
S-a găsit o utilizare pe scară largă a pijamalelor pentru copii, deoarece acestea sunt mai bune din punct de vedere ignifug. Din același motiv, fibrele de clorovinil sunt utilizate pentru producerea perucilor.
Cu toate acestea, în general, producția de fibre de clorovinil a fost în curând aproape abandonată.
PVC pentru uz industrial
PVC este, de asemenea, principalul material cu care sunt realizate membranele de acoperiș ale acoperișurilor mobile industriale, depozite, depozite mobile , prelate pentru structuri și capace pentru vehicule pentru transport și logistică (TIR).
Igienă industrială
Monomerul PVC, clorura de vinil (VCM), este considerat un cancerigen puternic. În special, a avut loc la Veneția un proces pentru omor omorât cu privire la conducerea superioară a Montedison din Porto Marghera , care a avut o rezonanță largă, având în vedere lipsa constatată a măsurilor de precauție menite să minimizeze absorbția CVM de către lucrători [6] .
Notă
- ^ (EN) Marcelo M. Hirschler, Poli (clorură de vinil) și proprietățile sale de foc , în Foc și materiale, vol. 41, nr. 8, 2017, pp. 993-1006, DOI : 10.1002 / fam . 2431 . Adus la 6 noiembrie 2020 .
- ^ (EN) M. Obloj-Muzaj, Fire Performance of PVC: in International Polymer Science and Technology, 7 septembrie 2018, DOI : 10.1177 / 0307174X0102800319 . Adus pe 7 noiembrie 2020 .
- ^ a b Wypych, George ,, degradare și stabilizare PVC , ediția a treia, ISBN 978-1-68015-475-7 ,OCLC 905852779 . Accesat 22 aprilie 2020.
- ^ Vinil 2010 ( PDF ), pe web.archive.org , 19 mai 2014. Accesat la 22 aprilie 2020 (arhivat din original la 19 mai 2014) .
- ^ (EN) ESPA | Înlocuirea plumbului , pe spa . Accesat 22 aprilie 2020.
- ^ Colecție de acte de procedură , pe www.petrolchimico.it . Adus la 16 iulie 2010 (arhivat din original la 15 noiembrie 2010) .
Bibliografie
- Stuart Patrick, Rapra Technology Limited, Ghid practic de clorură de polivinil , iSmithers Rapra Publishing, 2005, ISBN 1-85957-511-0 .
- Haiyan Xu, Investigație experimentală a toxicității pulmonare a particulelor de clorură de polivinil , Leuven University Press, 2003, ISBN 90-5867-350-2 .
Elemente conexe
- Disc de vinil
- Movil
- Leacril
- Ciclorama
- Turnare plastic
- Clorură de vinil
- 1,2-dicloroetan
- Furtun de grădinărit
- PVC-O
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre clorură de polivinil
linkuri externe
- Fișa cu date de securitate [ link rupt ] , pe cdc.gov .
- Informații de siguranță , pe chemblink.com .
- PVC antitrust , pe agcm.it (arhivat din adresa URL originală la 27 septembrie 2007) .
| Controlul autorității | LCCN (EN) sh85104742 · GND (DE) 4076253-1 · BNF (FR) cb12134839f (data) · NDL (EN, JA) 00.561.986 |
|---|
