История открытия ПВХ
Всем, кто живет в XXI веке знаком и полиэтилен и поливинилхлорид (ПВХ), которые относятся виду термопластических полимеров. Если статистические бюро подсчитают удельный вес пластмасс, используемых в быту, то изделия из ПВХ и полиэтилена займут первые места.В наше время этими вещами пользуются миллиарды людей, а общий вес пластиков, сосредоточенных в полиэтиленовых трубах, виниловых плащах и ПЭТ-бутылках измеряется миллионами тонн.
А вот в XIX веке считанные единицы профессиональных химиков получали ничтожные количества этих веществ в лабораторных экспериментах, и тщетно пытались привлечь внимание широкой общественности к плодам своих опытов.
Парадоксально, но оба вида этих пластмасс – полиэтилен и поливинилхлорид, открывали и забывали несколько раз. Дорога к к массовому промышленному производству для этих пластиков была долгой и тернистой, и растянулась во времени более чем на полстолетия.
Самым первым открыли винил - в виде кристаллического полимера. В первой трети XIX века рассеянный французский химик забыл некий раствор на подоконнике лаборатории. Примерно через неделю он с огромным удивлением обнаружил порошок поливинилхлорида, в который раствор превратился под действием солнечных лучей.
К сожалению, добросовестный ученый тут же попытался исследовать порошок стандартными на тот момент методами. Он начал пробовать винил во взаимодействии с различными химическими веществами – и не преуспел в этом. Сейчас каждый школьник, прошедший органическую химию, знает, что посуда и упаковка из ПВХ обладают химической инертностью, а тогда это еще никому не было неизвестно. Сейчас считается, что в тот знаменательный день, догадайся французский химик нагреть порошок до определенной температуры, у него получилась бы вязкая и прозрачная пластическая масса поливинилхлорида.
Только через 50 лет, в начале века XX, ученые смогли полноценно заняться новым материалом и исследовать процесс полимеризации поливинилхлорида. Более того, его уже запланировали на замену популярному тогда пластику – целлулоиду. Но началась Первая Мировая война, и химикам стало не до исследований.
И вот так вот и получилось, что триумфальное пришествие винила началось уже в середине XX-го века. Из винила начали производить профильные элементы для окон, грампластинки, тонкие пленки различного назначения, трубы, покрытия для пола и детали автомобилей.
История открытия полиэтилена
В отличие от винила, полиэтилен был впервые открыт уже в канун XX-го века. Немецкий химик также производил опыты в своей лаборатории, и случайно сумел получить новый пластический материал. Практичный немец сразу описал свойства полученного вещества, но, как и в случае с поливинилхлоридом все застопорилось на этапе практического применения. Полиэтилен мог бы уже в то время заменить дорогой и нестойкий целлулоид, а также дорогой и ломкий целлофан – пластики, применявшиеся человечеством до Первой Мировой войны, но проблемы промышленного производства и трудности получения сырья не позволили ему выйти из стен научных лабораторий.
Поэтому массовое использование полиэтилена – в виде пакетов для магазинов и супермаркетов началось лишь 50 лет спустя, в середине XX-го века.
Сходства и отличия
И полиэтилен, и поливинилхлорид имеют своей базовой основой этилен – бесцветный горючий газ. При участии хлора и кислорода производится полимеризация этилена, в результате которой при определенных температурах и давлении получаются макромолекулы, из которых и получаются пластики.
Температурные пределы, при которых полиэтилен и ПВХ плавятся, практически одинаковы и лежат в диапазоне температур, превышающих 100 градусов Цельсия. Оба пластика являются превосходными диэлектриками, обладают повышенной устойчивостью к кислотам и щелочам (при нормальной температуре, не превышающей 60-80 градусов Цельсия).
Оба пластика обладают достаточной износостойкостью и механической прочностью. Надо отметить, что полиэтилен подвержен более быстрому старению – это фактор, который надо учитывать при долгом применении изделий из этого пластика. Жесткость у обоих пластиков примерно одинакова, но полиэтилен в силу свойств составляющих его молекул обладает лучшими демпфирующими свойствами.
Конечно же, пластики устойчивы к коррозии, а также к изменению влажности и общим климатическим воздействиям. Эти свойства, а также их дешевизна обуславливают широчайшее использование и полиэтилена и поливинилхлорида. По промышленному производству они занимают соответственно 1-е и 2-е место в мире.
Методы изготовления
Для обоих пластиков характерны такие методы как экструзия, с помощью которой «льют», например, полиэтиленовые трубы и полиэтиленовую оплетку для различных проводов и кабелей. Также с помощью экструзии получают листы полиэтилена, пленку из полиэтилена, листы ПВХ, и пленку из ПВХ, широко используемые, например, строителями. Для этих методов используются различные промышленные нагреватели для экструдеров и литьевых машин (кольцевые нагреватели, плоские нагреватели, патронные ТЭНы).
А термо-вакуумное формование пластиков и литье под давлением в основном применяется при изготовлении разнообразнейших упаковочных материалов .
Ротационным или экструзионно-выдувным способом получают, например, емкости, канистры, различные сосуды и разнообразнейшую пластиковую тару.
Применение в промышленности и быту
Сейчас проще назвать ту область человеческой деятельности, где не используется, скажем, пленка (термоусадочная, упаковочная, стретч и т.д и т.п.).
Из пластика делают почти все виды современных труб – как водопроводные, так и газовые. Пластик используют в автомобилестроении, изоляции кабелей, в санитарно-технических изделиях и даже для протезирования органов человека.
