ポリ塩化ビニルは、その産業用途で開発を始めたポリマーであり、その低コスト、耐久性、耐や他の理由の中で、熱と電気絶縁性、にとりわけ、20世紀の初め。これにより、多くのアプリケーションと使用で金属を置き換えることができました。
その名前が示すように、それは多くの塩化ビニルモノマーの繰り返しからなり、ポリマー鎖を形成します。塩素原子とビニル原子の両方がポリマー内でn回繰り返されるため、ポリ塩化ビニル（PVC）とも呼ばれます。
さらに、成形可能なコンパウンドであるため、形状やサイズの異なる多数の部品を作成するために使用できます。PVCは、主に酸化による腐食に耐性があります。したがって、環境への暴露にリスクはありません。
ネガティブな点として、PVCの耐久性は問題の原因となる可能性があります。それは、その廃棄物の蓄積が、数年にわたって地球に大きな影響を与えてきた環境汚染の原因となる可能性があるためです。
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.ルノーは、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）は、塩化ビニルのボトルを日光にさらし、固体の白い物質の外観を観察しました。それはポリ塩化ビニルでした。
20世紀初頭、ロシアの科学者イヴァンオストロミスランスキーとドイツの化学会社グリーシャムエレクトロンのドイツの科学者フランククラットは、ポリ塩化ビニルの商業用途を見つけようとしました。ポリマーが固い場合もあれば、壊れやすい場合もあるので、彼らは不満を募らせました。
1926年に、オハイオ州アクロンのBF Goodrich Companyに勤務する科学者であるWaldo Semonが、金属に接着できる柔軟で防水性のある耐火性のプラスチックを作成することに成功しました。これは会社が求める目標であり、ポリ塩化ビニルの最初の工業的使用でした。
軍艦の配線のコーティングに使用されていた第二次世界大戦中に、ポリマーの製造が激化しました。
化学構造
上の画像は、ポリ塩化ビニルのポリマー鎖を示しています。黒い球は炭素原子、白い球は水素原子、緑の球は塩素原子に対応しています。
この観点から見ると、チェーンには2つの表面があります。1つは塩素、もう1つは水素です。その3次元配置は、塩化ビニルモノマー、および他のモノマーと結合して鎖を作成する方法から最も簡単に視覚化されます。
ここでは、文字列は括弧で囲まれたn単位で構成されています。緑の球で見られるように、Cl原子は平面の外（黒いくさび）を指していますが、その後ろを指すこともできます。H原子は下を向いており、ポリマー構造でも同様に見ることができます。
鎖には単結合しかありませんが、Cl原子の立体（空間）障害のため、自由に回転できません。
どうして？それらは非常に大きく、他の方向に回転するのに十分なスペースがないためです。もしそうなら、それらは隣接するH原子で「ヒット」します。
プロパティ
火を遅らせる能力
この特性は、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、燃焼して火災が発生するリスクは低いです。
さらに、最も広く使用されている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ため、燃焼時にPVCから放出される熱は少なくなります。
耐久性
通常の状態では、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、鎖の炭素に塩素原子が結合しているため、構造に炭素原子と水素原子しか持たないプラスチックよりも酸化に強くなっています。
日本塩ビ管継手協会が実施した、35年間埋設された塩ビ管の調査では、これらに劣化は見られませんでした。その強度でさえ、新しいPVCパイプに匹敵します。
機械的安定性
PVCは、分子構造や機械的強度にほとんど変化を示さない化学的に安定した材料です。
長鎖粘弾性材料であり、外力を加え続けると変形しやすくなります。ただし、分子の移動度に制限があるため、変形は小さいです。
加工と成形性
熱可塑性材料の処理は、溶融時または溶融時の粘度に依存します。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、安定しています。このため、PVCを使用して大きな製品やさまざまな形状を製造できます。
耐薬品性および耐油性
PVCは、酸、アルカリ、およびほとんどすべての無機化合物に対して耐性があります。PVCは芳香族炭化水素、ケトン、環状エーテルに変形または溶解しますが、脂肪族炭化水素やハロゲン化炭化水素などの他の有機溶媒には耐性があります。また、油脂への耐性も良好です。
プロパティ
密度
1.38 g / cm 3
融点
100ºCと260ºCの間。
吸水率
24時間で0％
その化学組成により、PVCはその製造時に合成数と混合することができます。
次に、この段階で使用される可塑剤と添加剤を変えることにより、柔軟性、弾性、衝撃への耐性、細菌の増殖の防止など、さまざまな特性を持つさまざまなタイプのPVCを得ることができます。
用途
PVCは、建設、ヘルスケア、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、ケーブル絶縁などに使用される安価で用途の広い材料です。
強度、耐酸化性、耐湿性、耐摩耗性により、建設の多くの面で使用されています。PVCは、窓枠、屋根、フェンスのクラッドに最適です。
この材料は腐食を受けず、その破裂率は溶融金属システムの破砕率の1％しかないため、パイプの構築に特に役立ちました。
温度や湿度の変化に耐え、コーティングを構成する配線に使用できます。
PVCは、糖衣錠、カプセル、その他の医療用アイテムなど、さまざまな製品のパッケージに使用されます。また、血液バンクバッグは透明なPVC製です。
PVCは手頃な価格で、耐久性があり、防水性があるため、レインコート、ブーツ、シャワーカーテンに最適です。
参考文献
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