Cloreto de polivinil História, estrutura química, propriedades e usos

O policloreto de vinil É um polímero cujo uso industrial começou a se desenvolver no início do século XX, devido, entre outros aspectos, ao seu baixo custo, durabilidade, resistência e capacidade de isolamento térmico e elétrico, entre outros motivos. Isto permitiu-lhe deslocar metais em inúmeras aplicações e uso.

Como o próprio nome sugere, consiste na repetição de muitos monômeros de cloreto de vinila, formando uma cadeia polimérica. Tanto os átomos de cloro como o vinil são repetidos n vezes no polímero, pelo que também pode ser chamado cloreto de polivinilo (cloreto de polivinilo, PVC, em inglês).

Além disso, é um composto moldável, por isso pode ser usado para construir inúmeras peças de diferentes formas e tamanhos. O PVC é resistente à corrosão devido principalmente à oxidação. Portanto, não há risco em sua exposição ao meio ambiente.

Como ponto negativo, a durabilidade do PVC pode ser a causa de um problema, porque o acúmulo de seus resíduos pode contribuir para a poluição ambiental que afeta o planeta há vários anos.

Índice

• 1 História do cloreto de polivinil (PVC)
• 2 estrutura química
• 3 Propriedades
  • 3.1 Capacidade de retardar o fogo
  • 3.2 Durabilidade
  • 3.3 Estabilidade Mecânica
  • 3.4 Processamento e moldabilidade
  • 3.5 Resistência a produtos químicos e óleos
• 4 Propriedades
  • 4.1 Densidade
  • 4.2 ponto de fusão
  • 4.3 Porcentagem de absorção de água
• 5 usos
• 6 referências

História do cloreto de polivinil (PVC)

Em 1838, o físico e químico francês Henry V. Regnault descobriu o policloreto de vinila. Mais tarde, o cientista alemão Eugen Baumann (1872) expôs uma garrafa com cloreto de vinila à luz solar e observou o aparecimento de um material branco sólido: era o cloreto de polivinila.

No início do século XX, o cientista russo Ivan Ostromislansky e o cientista alemão Frank Klatte, da German Chemical Company Griesheim-Elektron, tentaram encontrar aplicações comerciais para o policloreto de vinila. Eles acabaram frustrados, porque às vezes o polímero era rígido e outras vezes era frágil.

Em 1926, Waldo Semon, um cientista que trabalhava para a B. F. Goodrich Company em Akron, Ohio, criou um plástico flexível, à prova d'água e resistente ao fogo, capaz de se unir ao metal. Esse foi o objetivo buscado pela empresa e constituiu o primeiro uso industrial de cloreto de polivinila.

A fabricação do polímero foi intensificada durante a Segunda Guerra Mundial, uma vez que foi utilizada no revestimento de cabeamento de navios de guerra.

Estrutura química

A cadeia polimérica do cloreto de polivinilo é ilustrada na imagem superior. As esferas pretas correspondem aos átomos de carbono, as esferas brancas correspondem aos átomos de hidrogênio e as esferas verdes correspondem aos átomos de cloro.

Desta perspectiva, a cadeia tem duas superfícies: um cloro e um hidrogênio. Seu arranjo tridimensional é mais facilmente visualizado a partir do monômero de cloreto de vinila, e a maneira pela qual forma ligações com outros monômeros para criar a cadeia:

Aqui, uma string é composta de n unidades, que estão entre parênteses. O átomo de Cl aponta para fora do plano (cunha preta), embora também possa apontar para trás, como visto nas esferas verdes. Os átomos de H estão orientados para baixo e, da mesma forma, podem ser verificados com a estrutura do polímero.

Embora a cadeia tenha apenas ligações simples, elas não podem girar livremente devido ao impedimento espacial (espacial) dos átomos de Cl.

Por quê? Porque eles são muito volumosos e não têm espaço suficiente para girar em outras direções. Se o fizessem, eles "batiam" com os átomos H vizinhos.

Propriedades

Capacidade de retardar o fogo

Esta propriedade é devido à presença de cloro. A temperatura de ignição do PVC é de 455 ° C, portanto, o risco de queima e de iniciar um incêndio é baixo.

Além disso, o calor liberado pelo PVC quando queima é menor quando é produzido por poliestireno e polietileno, dois dos materiais plásticos mais utilizados.

Durabilidade

Em condições normais, o fator que mais influencia a durabilidade de um produto é sua resistência à oxidação.

O PVC tem átomos de cloro ligados ao carbono em suas cadeias, o que o torna mais resistente à oxidação do que os plásticos que possuem apenas átomos de carbono e hidrogênio em sua estrutura.

O exame de canos de PVC enterrados por 35 anos, realizado pela Associação de Tubos e Conexões de PVC do Japão, não mostrou deterioração nestes. Até mesmo sua força é comparável a novos tubos de PVC.

Estabilidade mecânica

O PVC é um material quimicamente estável que mostra poucas mudanças em sua estrutura molecular e resistência mecânica.

É um material viscoelástico de cadeia longa, suscetível a deformações devido à aplicação contínua de uma força externa. No entanto, sua deformação é baixa, pois tem uma limitação em sua mobilidade molecular.

Processamento e moldabilidade

O processamento de um material termoplástico depende da sua viscosidade quando é derretido ou derretido.Sob esta condição, a viscosidade do PVC é alta, seu comportamento não é muito dependente da temperatura e é estável. Por este motivo, com o PVC é possível fabricar produtos de grande tamanho e formas variáveis.

Resistência a produtos químicos e óleos

O PVC é resistente a ácidos, álcalis e quase todos os compostos inorgânicos. O PVC se deforma ou se dissolve em hidrocarbonetos aromáticos, cetonas e éteres cíclicos, mas é resistente a outros solventes orgânicos, como hidrocarbonetos alifáticos e hidrocarbonetos halogenados. Além disso, sua resistência a óleos e gorduras é boa.

Propriedades

Densidade

1,38 g / cm³

Ponto de fusão

Entre 100 ºC e 260 ºC.

Percentagem de absorção de água

0% em 24 horas

Devido à sua composição química, o PVC é capaz de se misturar com números compostos durante sua fabricação.

Então, variando os plastificantes e aditivos utilizados nesta etapa, diferentes tipos de PVC podem ser obtidos com uma gama de propriedades, como flexibilidade, elasticidade, resistência a impactos e prevenção de crescimento bacteriano, entre outros.

Usos

O PVC é um material econômico e versátil que é usado na construção civil, saúde, eletrônica, automóveis, tubos, revestimentos, bolsas de sangue, sondas de plástico, isolamento de cabos, etc.

É usado em vários aspectos da construção devido à sua resistência, resistência à oxidação, umidade e abrasão. O PVC é ideal para revestimentos, para a armação de janelas, tetos e cercas.

Tem sido especialmente útil na construção de tubos, uma vez que este material não sofre corrosão e sua taxa de ruptura é de apenas 1% da dos sistemas de metal fundido.

Suporta as mudanças de temperatura e umidade, podendo usar na fiação constituindo seu revestimento.

O PVC é utilizado na embalagem de diferentes produtos, como drageias, cápsulas e outros elementos para uso médico. Além disso, os sacos de banco de sangue são construídos com PVC transparente.

Porque PVC é acessível, durável e resistente à água, é ideal para capas de chuva, botas e cortinas de chuveiro.

Referências

1. Wikipédia. (2018) Policloreto de vinila. Retirado em 1 de maio de 2018, de: en.wikipedia.org
2. Os editores da Enciclopédia Britânica. (2018) Policloreto de vinila. Retirado em 1 de maio de 2018, de: britannica.com
3. Arjen Sevenster. A história do PVC. Retirado em 1 de maio de 2018, de: pvc.org
4. Arjen Sevenster. Propriedades Físicas do PVC. Retirado em 1 de maio de 2018, de: pvc.org
5. Federação Britânica de Plásticos. (2018) Policloreto de Vinila PVC. Retirado em 1 de maio de 2018, de: bpf.co.uk
6. International Polymer Solutions Inc. Propriedades de policloreto de vinila (PVC). [PDF] Retirado em 1 de maio de 2018, de: ipolymer.com
7. ChemicalSafetyFacts. (2018) Cloreto de polivinila Retirado em 1 de maio de 2018, de: chemicalsafetyfacts.org
8. Paul Goyette. (2018) Tubo de plástico [Figura] Retirado em 1 de maio de 2018, de: commons.wikimedia.org