Polychlorure de vinyle Histoire, structure chimique, propriétés et utilisations

Le polychlorure de vinyle C'est un polymère dont l'utilisation industrielle a commencé à se développer au début du XXe siècle, notamment en raison de son faible coût, de sa durabilité, de sa résistance et de son pouvoir d'isolation thermique et électrique. Cela lui a permis de déplacer des métaux dans de nombreuses applications et utilisations.

Comme son nom l'indique, il consiste en la répétition de nombreux monomères de chlorure de vinyle, formant une chaîne polymère. Les atomes de chlore et le vinyle sont répétés n fois dans le polymère, il peut donc aussi être appelé chlorure de polyvinyle (polychlorure de vinyle, PVC, en anglais).

En outre, il s'agit d'un composé moulable, qui peut donc être utilisé pour construire de nombreuses pièces de différentes formes et tailles. Le PVC résiste à la corrosion due principalement à l'oxydation. Par conséquent, votre exposition à l'environnement ne présente aucun risque.

Comme point négatif, la durabilité du PVC peut poser problème car l’accumulation de ses déchets peut contribuer à la pollution de l’environnement qui affecte la planète depuis plusieurs années.

Index

• 1 Histoire du polychlorure de vinyle (PVC)
• 2 structure chimique
• 3 propriétés
  • 3.1 Capacité de retarder le feu
  • 3.2 Durabilité
  • 3.3 Stabilité mécanique
  • 3.4 Traitement et moulabilité
  • 3.5 Résistance aux produits chimiques et aux huiles
• 4 propriétés
  • 4.1 Densité
  • 4.2 Point de fusion
  • 4.3 Pourcentage d'absorption d'eau
• 5 utilisations
• 6 références

Histoire du polychlorure de vinyle (PVC)

En 1838, le physicien et chimiste français Henry V. Regnault découvrit le polychlorure de vinyle. Plus tard, le scientifique allemand Eugen Baumann (1872) a exposé une bouteille de chlorure de vinyle à la lumière du soleil et a observé l’apparition d’une matière blanche solide: c’était du polychlorure de vinyle.

Au début du XXe siècle, le scientifique russe Ivan Ostromislansky et le scientifique allemand Frank Klatte, de la société chimique allemande Griesheim-Elektron, ont tenté de trouver des applications commerciales au polychlorure de vinyle. Ils ont fini par être frustrés, car parfois le polymère était rigide et d'autres fois il était fragile.

En 1926, Waldo Semon, un scientifique qui travaillait pour la société B. F. Goodrich à Akron, Ohio, créa un plastique souple, imperméable et résistant au feu capable de se lier au métal. Tel était l'objectif recherché par l'entreprise et constituait la première utilisation industrielle du polychlorure de vinyle.

La fabrication du polymère a été intensifiée au cours de la Seconde Guerre mondiale, car il a été utilisé dans le revêtement de câblage des navires de guerre.

Structure chimique

La chaîne polymérique du polychlorure de vinyle est illustrée dans l'image supérieure. Les sphères noires correspondent aux atomes de carbone, les sphères blanches aux atomes d'hydrogène et les sphères vertes aux atomes de chlore.

De ce point de vue, la chaîne a deux surfaces: un chlore et un hydrogène. Son arrangement tridimensionnel est plus facilement visualisé à partir du chlorure de vinyle monomère et de la manière dont il forme des liaisons avec d'autres monomères pour créer la chaîne:

Ici, une chaîne est composée de n unités, entre parenthèses. L'atome de Cl pointe hors du plan (coin noir), bien qu'il puisse aussi pointer derrière lui, comme on le voit avec les sphères vertes. Les atomes d'hydrogène sont orientés vers le bas et peuvent être contrôlés de la même manière avec la structure polymère.

Bien que la chaîne n'ait que des liens simples, ils ne peuvent pas pivoter librement en raison de l'obstacle stérique (spatial) des atomes de Cl.

Parce que? Parce qu'ils sont très encombrants et n'ont pas assez d'espace pour tourner dans d'autres directions. S'ils le faisaient, ils «frapperaient» avec les atomes de H voisins.

Propriétés

Possibilité de retarder le feu

Cette propriété est due à la présence de chlore. La température d'inflammation du PVC étant de 455 ° C, le risque de feu et de démarrage d'un incendie est faible.

De plus, la chaleur dégagée par le PVC lorsqu'il brûle est moindre lorsqu'il est produit par le polystyrène et le polyéthylène, deux des matières plastiques les plus utilisées.

La durabilité

Dans des conditions normales, le facteur qui influence le plus la durabilité d’un produit est sa résistance à l’oxydation.

Le PVC a des atomes de chlore attachés au carbone dans ses chaînes, ce qui le rend plus résistant à l'oxydation que les plastiques qui n'ont que des atomes de carbone et d'hydrogène dans leur structure.

L'examen des tuyaux en PVC enterrés pendant 35 ans, réalisé par la Japan Pipe & Fitting Association, n'a montré aucune détérioration de ceux-ci. Même sa résistance est comparable à celle des nouveaux tuyaux en PVC.

Stabilité mécanique

Le PVC est un matériau chimiquement stable qui présente peu de changements dans sa structure moléculaire et sa résistance mécanique.

C'est un matériau viscoélastique à longue chaîne, susceptible de se déformer en raison de l'application continue d'une force externe. Cependant, sa déformation est faible, car sa mobilité moléculaire est limitée.

Traitement et moulabilité

Le traitement d'un matériau thermoplastique dépend de sa viscosité lorsqu'il est fondu ou fondu.Dans cette condition, la viscosité du PVC est élevée, son comportement étant peu dépendant de la température et stable. Pour cette raison, avec le PVC, il est possible de fabriquer des produits de grande taille et de formes variables.

Résistance aux produits chimiques et aux huiles

Le PVC résiste aux acides, aux alcalis et à presque tous les composés inorganiques. Le PVC se déforme ou se dissout en hydrocarbures aromatiques, en cétones et en éthers cycliques, mais résiste aux autres solvants organiques tels que les hydrocarbures aliphatiques et les hydrocarbures halogénés. En outre, sa résistance aux huiles et aux graisses est bonne.

Propriétés

Densité

1,38 g / cm³

Point de fusion

Entre 100 ºC et 260 ºC.

Pourcentage d'absorption d'eau

0% en 24 heures

En raison de sa composition chimique, le PVC peut se mélanger aux nombres de composés lors de sa fabrication.

Ensuite, en variant les plastifiants et les additifs utilisés à ce stade, différents types de PVC peuvent être obtenus avec une gamme de propriétés, telles que la flexibilité, l'élasticité, la résistance aux chocs et la prévention de la croissance bactérienne, entre autres.

Utilise

Le PVC est un matériau économique et polyvalent utilisé dans la construction, les soins de santé, l'électronique, l'automobile, les tuyaux, les revêtements, les poches de sang, les sondes en plastique, l'isolation des câbles, etc.

Il est utilisé dans de nombreux aspects de la construction en raison de sa résistance, de sa résistance à l'oxydation, de l'humidité et de l'abrasion. Le PVC est idéal pour le bardage, le cadre des fenêtres, des plafonds et des clôtures.

Il a été particulièrement utile dans la construction de tuyaux, car ce matériau ne subit pas de corrosion et son taux de rupture ne représente que 1% de celui des systèmes à base de métal en fusion.

Il supporte les changements de température et d'humidité, pouvant être utilisé dans le câblage constituant son revêtement.

Le PVC est utilisé dans l'emballage de différents produits, tels que des dragées, des capsules et d'autres éléments à usage médical. En outre, les sacs de banque de sang sont construits avec un PVC transparent.

Parce que le PVC est abordable, durable et résistant à l'eau, il est idéal pour les imperméables, les bottes et les rideaux de douche.

Références

1. Wikipedia. (2018). Polychlorure de vinyle. Récupéré le 1 mai 2018 de: en.wikipedia.org
2. Les rédacteurs de l'encyclopédie Britannica. (2018). Polychlorure de vinyle. Récupéré le 1er mai 2018 de: britannica.com
3. Arjen Sevenster. L'histoire du PVC. Récupéré le 1er mai 2018 de: pvc.org
4. Arjen Sevenster. Propriétés physiques du PVC. Récupéré le 1er mai 2018 de: pvc.org
5. Fédération britannique des plastiques. (2018). PVC chlorure de polyvinyle. Récupéré le 1er mai 2018 de: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Propriétés du polychlorure de vinyle (PVC). [PDF] Récupéré le 1er mai 2018 de: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018). Polychlorure de vinyle Récupéré le 1er mai 2018 de: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018). Tube en plastique [Figure] Récupéré le 1er mai 2018 sur: commons.wikimedia.org