CLORURO DI POLIVINILE: STORIA, STRUTTURA, PROPRIETÀ E USI - CHIMICA - 2025

Il cloruro di polivinile è un polimero il cui uso industriale ha iniziato a svilupparsi all'inizio del ventesimo secolo, grazie tra l'altro al suo basso costo, durata, resistenza e isolamento termico ed elettrico, tra le altre ragioni. Ciò gli ha permesso di spostare i metalli in numerose applicazioni e utilizzi.

Come indica il nome, consiste nella ripetizione di molti monomeri di cloruro di vinile, che formano una catena polimerica. Sia gli atomi di cloro che quelli di vinile si ripetono n volte nel polimero, quindi può anche essere chiamato cloruro di polivinile (PVC).

Inoltre, è un composto modellabile, quindi può essere utilizzato per costruire numerosi pezzi di diverse forme e dimensioni. Il PVC è resistente alla corrosione principalmente a causa dell'ossidazione. Pertanto, non vi è alcun rischio nella sua esposizione all'ambiente.

Come punto negativo, la durata del PVC può essere la causa di un problema, perché l'accumulo dei suoi rifiuti può contribuire all'inquinamento ambientale che ha colpito così tanto il pianeta per diversi anni.

Storia del cloruro di polivinile (PVC)

Nel 1838, il fisico e chimico francese Henry V. Regnault scoprì il cloruro di polivinile. Successivamente, lo scienziato tedesco Eugen Baumann (1872) ha esposto una bottiglia di cloruro di vinile alla luce solare e ha osservato l'aspetto di un materiale bianco solido: era il cloruro di polivinile.

All'inizio del XX secolo, lo scienziato russo Ivan Ostromislansky e lo scienziato tedesco Frank Klatte della compagnia chimica tedesca Griesheim-Elektron cercarono di trovare applicazioni commerciali per il cloruro di polivinile. Finirono per essere frustrati, perché a volte il polimero era rigido e altre volte era fragile.

Nel 1926 Waldo Semon, uno scienziato che lavorava per la BF Goodrich Company ad Akron, Ohio, riuscì a creare una plastica flessibile, impermeabile e resistente al fuoco in grado di legarsi al metallo. Questo era l'obiettivo perseguito dall'azienda ed è stato il primo utilizzo industriale del cloruro di polivinile.

La produzione del polimero si è intensificata durante la seconda guerra mondiale, poiché è stata utilizzata nel rivestimento del cablaggio delle navi da guerra.

Struttura chimica

L'immagine in alto illustra la catena polimerica del cloruro di polivinile. Le sfere nere corrispondono agli atomi di carbonio, quelle bianche agli atomi di idrogeno e quelle verdi agli atomi di cloro.

Da questo punto di vista, la catena ha due superfici: una di cloro e una di idrogeno. La sua disposizione tridimensionale è più facilmente visibile dal monomero di cloruro di vinile e il modo in cui forma legami con altri monomeri per creare la catena:

Qui, una stringa è composta da n unità, che sono racchiuse tra parentesi. L'atomo di Cl punta fuori dal piano (cuneo nero), sebbene possa anche puntare dietro di esso, come si vede con le sfere verdi. Gli atomi di H sono orientati verso il basso e possono essere visti allo stesso modo con la struttura polimerica.

Sebbene la catena abbia solo legami singoli, non possono ruotare liberamente a causa dell'ostacolo sterico (spaziale) degli atomi di Cl.

Perché? Perché sono molto voluminosi e non hanno abbastanza spazio per ruotare in altre direzioni. Se lo facessero, "colpirebbero" gli atomi di H vicini.

Proprietà

Capacità di ritardare il fuoco

Questa proprietà è dovuta alla presenza di cloro. La temperatura di accensione del PVC è di 455 ° C, quindi il rischio di bruciare e innescare un incendio è basso.

Inoltre, il calore rilasciato dal PVC durante la combustione è minore in quanto prodotto dal polistirolo e dal polietilene, due delle materie plastiche più utilizzate.

Durevolezza

In condizioni normali, il fattore che più influenza la durabilità di un prodotto è la sua resistenza all'ossidazione.

Il PVC ha atomi di cloro attaccati ai carboni nelle sue catene, il che lo rende più resistente all'ossidazione rispetto alla plastica che ha solo atomi di carbonio e idrogeno nella loro struttura.

L'esame dei tubi in PVC interrati per 35 anni, effettuato dalla Japan PVC Pipe & Fitting Association, non ha evidenziato alcun deterioramento di questi. Anche la sua forza è paragonabile ai nuovi tubi in PVC.

Stabilità meccanica

Il PVC è un materiale chimicamente stabile che mostra pochi cambiamenti nella sua struttura molecolare e resistenza meccanica.

È un materiale viscoelastico a catena lunga, suscettibile di deformazione per l'applicazione continua di una forza esterna. Tuttavia, la sua deformazione è bassa, poiché presenta una limitazione nella sua mobilità molecolare.

Lavorazione e stampabilità

La lavorazione di un materiale termoplastico dipende dalla sua viscosità quando è fuso o fuso. In questa condizione, la viscosità del PVC è elevata, il suo comportamento è poco dipendente dalla temperatura ed è stabile. Per questo motivo, il PVC può essere utilizzato per realizzare prodotti di grandi dimensioni e forme variabili.

Resistenza chimica e agli oli

Il PVC è resistente agli acidi, agli alcali e a quasi tutti i composti inorganici. Il PVC si deforma o si dissolve in idrocarburi aromatici, chetoni ed eteri ciclici, ma è resistente ad altri solventi organici come gli idrocarburi alifatici e gli idrocarburi alogenati. Inoltre, la sua resistenza agli oli e ai grassi è buona.

Proprietà

Densità

1,38 g / cm ³

Punto di fusione

Tra 100ºC e 260ºC.

Percentuale di assorbimento d'acqua

0% in 24 ore

A causa della sua composizione chimica, il PVC è in grado di mescolarsi con numeri compositi durante la sua produzione.

Quindi, variando i plastificanti e gli additivi utilizzati in questa fase, è possibile ottenere diversi tipi di PVC con una serie di proprietà, come flessibilità, elasticità, resistenza agli impatti e prevenzione della crescita batterica, tra le altre.

applicazioni

Il PVC è un materiale economico e versatile utilizzato in edilizia, sanità, elettronica, automobili, tubi, rivestimenti, sacche di sangue, sonde di plastica, isolamento di cavi, ecc.

È utilizzato in molti aspetti della costruzione grazie alla sua forza, resistenza all'ossidazione, all'umidità e all'abrasione. Il PVC è ideale per rivestimenti, infissi, tetti e recinzioni.

È stato particolarmente utile nella costruzione di tubi, poiché questo materiale non subisce corrosione e il suo tasso di rottura è solo l'1% di quello dei sistemi in metallo fuso.

Resiste agli sbalzi di temperatura e umidità e può essere utilizzato nel cablaggio che ne costituisce il rivestimento.

Il PVC viene utilizzato nell'imballaggio di diversi prodotti, come confetti, capsule e altri articoli per uso medico. Inoltre, le sacche per banche del sangue sono realizzate in PVC trasparente.

Poiché il PVC è economico, resistente e impermeabile, è ideale per impermeabili, stivali e tende da doccia.

Riferimenti

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