books polyvinyl chloride uses

يستخدم البولي فينيل كلوريد في عزل الأبنية والمعادن والألياف الزجاجية ولإنتاج ورق الجدران وكأغطية للأرض (عوازل للأرض) وفي صناعة الأقمشة المشمعة وكل استخدام له طريقة تحضير خاصة به. في حالة عزل الأبنية من المهم جداً أن نتجنب اختراق عجينة البوليمير داخل البناء لذلك لزوجة العجينة يجب أن تكون عالية في حال معدل قص منخفض وذات لزوجة معتدلة عند معدل قص مرتفع وفي حال تصنيع ورق الجدران حيث تكون السماكات قليلة اللزوجة المنخفضة هي المطلوبة. في حال عزل الأرض نستخدم ثلاث أو حتى أربع أغلفة أولاً طبقة مشبعة لإشباع الألياف وطبقة أو طبقتين من الإسفنج وطبقة أخرى تتمتع بقوة ومقاومة ميكانيكية عالية. الأمن الصناعي في صناعة البولي فنيل الكلوريد: بشكل عام كل صناعة البولي الفنيل كلوريد قابلة للانفجار والحريق ولذلك فإن قسم البلمرة يجب أن يتوضع في بناء وحده والنابذات والمنشفات والتخزين في بناء آخر. كل المياه الناتجة عن صناعة البولي فينيل كلوريد وهي بحدود 8-6طن لكل طن بولي فينيل كلوريد يجب أن تخضع للتنظيف البيولوجي بعد الترقيد وفصل راسب البولي فينيل كلوريد ومن الجدير ذكره أن البولي فينيل الكلوريد والبوليميرات المشتركة لكلور الفينيل هي مواد غير سامة في حالة خلوها من بقايا كلور الفينيل ولكن باحتراقها تعطي مواد سامة. أما كلور الفينيل فانه سام للأحياء حيث أنه يحدث تخرشاً في الأغشية المخاطية لمجاري التنفس وتخديراً إذا كان تركيزه كبيراً ويسبب للإنسان ألم في الرأس ويسبب أحياناً تقيؤ وقد يؤدي إلى التهاب الكليتين وحدوث أورام خبيثة بالإضافة إلى ذلك يظهر عند الإنسان ضعف ووهن وقلق في النوم وتهيج وسرعة غضب وعند التوقف عن العمل مع كلور الفينيل يمكن للحالة أن تتحسن.

البلمرة : هي عملية اتحاد جزيئات المونومير للحصول على جزيء ضخم هو البوليمير دون أي ناتج اضافي وبالتالي فان الوحدة البنائية للبوليمير هي المونومير نفسه

المواد الأولية

فينيل كلوريد (VC): وهو غاز عديم اللون, قابل للاشتعال, له رائحه تشبه رائحه الكلوروفورم وهو أثقل من الهواء

آلية البلمرة

تتم بلمرة كلور الفينيل بآلية الجذر الحر والتي يمكن تقسيمها إلى ثلاث مراحل أساسية:

1. مرحلة التهييج أو المبادرة وتشكل المراكز الفعالة
2. نمو السلسلة
3. مرحلة انقطاع السلسلة

مرحلة التهييج أو المبادرة

وهي أساسية للحصول على الجذور التي تبادر في التفاعل وتكون المبادرة إما:

• حرارية: حيث تظهر الجذور الحرة تحت تأثير الحرارة ويمكن اعتبار تشكل الجذر الحر هو عملية انفتاح الرابطة الثنائية. هذا الجذر الثنائي يتفاعل مع المونومير ويعطي جذراً أحادياً بوليميرياً.
• كيميائية ضوئية: حيث يمتص المونومير كونتم الطاقة الضوئية وينتقل إلى حالة التهييج. والجزيء المتهيج يشكل جذراً ثنائياً بدوره ومن ثم تتحول هذه الجذور الثنائية إلى جذور أحادية بوليميرية.
• المبادرة باستخدام المبادرات: وتتم بادخال جذور حرة إلى الوسط من الخارج وهي تدخل إما بشكل أو بشكل مركبات تتفكك أثناء التفاعل لتشكيل جذور وتستخدم بكميات قليلة 0.1-1% من وزن المونومير ومن هذه المبادرات فوق الأكاسيد العضوية وفوق الأكاسيد الاعضوية والآزوتيدات وبعض مركبات آزو وديازو.

مرحلة نمو السلسلة

في هذه المرحلة تنمو السلسلة البوليميرية في عمليات متتابعة لتفاعل الجذر الحر مع المونومير نفسه بحيث تصبح السلسلة نفسها جذراً يزداد وزنه الجزئي كلما تقدم التفاعل.

مرحلة انقطاع السلسلة

وهذه المرحلة مسؤولة عن نهاية التفاعل ويحدث هذا عندما يلتقي الجذر النامي مع جذر نامي آخر ويغلق السلسلة.

طرق بلمرة كلور الفينيل

تتم بلمرة كلور الفينيل اما في كتلة أو في معلق أو في مستحلب. سرعة البلمرة تتعلق بنقاوة المونومير وتركيز المبادر ودرجة الحرارة. وبالتحكم بدرجة حرارة البلمرة نستطيع التحكم بنتائج البلمرة وخواص البوليمير.

إنتاج البولي فنيل كلوريد في الكتلة

عند بلمرة كلور الفنيل في الكتلة يتم التفاعل في وسط المونومير السائل والذي به يحل في كلور الفينيل، تتم العملية إما بشكل مستمر أو متقطع وكذلك من الممكن أن تتم في درجات حرارة منخفضة (-10 إلى -20 °C) ودرجات حرارة عالية (40 إلى 70 ºم).

البوليمير الناتج يكون ذو توزع جزيئي جيد ومن ميزاتها أيضا نظافة البوليمير الناتج وخواص العزل الكهربائي عنده جيدة إلى جانب شفافية القطع المنتجة منه.

تحضير البولي فنيل كلوريد في معلق

ينتج القسم الأكبر من بوليمير البولي فنيل كلوريد بهذه الطريقة.حيث أن نوعية المنتج تكون جيدة إلى جانب سهولة التحكم بعملية البلمرة (لا يتعدى الانحراف بدرجة الحرارة فيها) وكذلك فإن فصل الحرارة الناتجة عن التفاعل وهي بحدود 91.6KJ/mol يتم في الوسط المائي والذي به ينتشر كلور الفنيل السائل وبوجود منظم للمعلق كلور الفنيل في الوسط المائي يكون بشكل نقاط والتي بها تتم البلمرة. أولاً في كل نقطة تظهر الدقائق الأولى وعند انتفاشها في المونومير تتكتل وهذا يلاحظ عندما تصل نسبة التحويل إلى 20-30% من كلور الفنيل وبعد ذلك تبدأ بالكبر والتكتل مع زيادة التحول. يؤثر على الكتلة الجزيئية للبوليمير المنتج وعلى خواصه الفيزيائية الأخرى العديد من العوامل كدرجة حرارة التفاعل والنسبة لكمية الماء والمونومير ودرجة التحول وغيرها ،أما نوعية المنظم المستخدم ونشاطة التحريك فتؤثر وبشكل واضح على حجم دقائق البوليمير.

الـ PVC المنتج بهذه الطريقة يكون بشكل مسحوق أبيض اللون والكثافة التفريغية(الحرة) له. وأما الخصائص الكهربائية والميكانيكية فهي عالية.

تحضير البولي فنيل كلوريد في مستحلب

إن بلمرة كلور الفنيل في مستحلب وكما هي في معلق تتم في وسط مائي ولكن بوجود مستحلب ومبادر منحلين في الماء، سرعة العملية وخواص البولي فينيل كلوريد الناتج تتعلق بطبيعة وتركيز المبادر والمستحلب و PHالوسط ونسبة المونومير إلى الطور المائي ودرجة الحرارة وغيرها من الشروط. إن للـPH تأثير كبير على عملية البلمرة وعلى خواص البوليمير، ويتم تنظيم الـPH بإضافة فوسفات أو كربونات الصوديوم، وتكون عادة PH الوسط بحدود8.5-8 ونظراً لعدم التمكن من الفصل الكامل للمستحلب عن البوليمير فإن البوليمير الناتج بهذه الطريقة يكون أسوأ من المنتج بطريقة المعلق بخواص العزل الكهربائي والثباتية الحرارية وكذلك الشفافية ولكن بسبب سرعة البلمرة فيها ونعومة المسحوق المنتج تستعمل بشكل واسع، وهذه الطريقة يمكن أن تتم بشكل مستمر وبشكل متقطع. والبولي فنيل كلوريد المحضر بطريقة المستحلب يكون مسحوق أبيض اللون.