Химический ущерб ПВХ и защита

PVC (поливинилхлорид) является широко используемым синтетическим материалом. Благодаря своим отличным физическим и химическим свойствам, он играет важную роль во многих областях, таких как строительство, трубопроводы и упаковка.

Однако его химическая стабильность не абсолютна, и некоторые специальные химические вещества могут нанести ему значительный ущерб. Сильные окислители, ароматические углеводороды и галогенированные углеводороды являются тремя типичными химическими веществами, которые могут повредить PVC. ​

1. Окислительное разрушение PVC сильными окислителями​
Сильные окислители, такие как концентрированная азотная кислота и хлорсодержащий отбеливатель, повреждают PVC из-за своих сильных окисляющих свойств.

Концентрированная азотная кислота, как сильная неорганическая кислота, обладает высокой способностью к захвату электронов и может реагировать с атомами углерода на молекулярной цепи PVC, разрушая углерод-углеродные связи и углерод-хлорные связи.

Во время реакции азотная кислота окисляет атомы углерода в молекулярной цепи PVC, увеличивает его валентность, разрывает молекулярную цепь и разлагает оригинальную высокомолекулярную длинноцепочечную структуру на мелкие молекулярные фрагменты, что приводит к значительному снижению механических свойств материала PVC, таких как снижение прочности, потеря упругости и становление хрупким и легким для трещин.

Хлорсодержащий отбеливатель, такой как раствор гипохлорита натрия, выделяет ионы гипохлорита с сильными окисляющими свойствами в водном растворе. Ионы гипохлорита могут атаковать ненасыщенные связи и слабые связи в молекулярной цепи PVC, вызывая реакции окислительного разрушения, в результате чего материалы PVC меняют цвет и становятся хрупкими.

В реальной жизни, если трубы из PVC используются для транспортировки жидкостей, содержащих сильные окислительные вещества, такие как неразбавленные растворы концентрированной азотной кислоты, трубы будут корродировать и перфорироваться за короткий период времени, вызывая утечку жидкости и создавая опасность для безопасности. ​

2. Увеличение и повреждение от стресса ароматическими углеводородами на PVC​
Ароматические углеводороды, представленные бензолом и толуолом, в основном повреждают ПВХ в терминах набухания и напряженного растрескивания. ПВХ - это полярный полимерный материал, в то время как бензол и толуол являются неполярными органическими растворителями.

Согласно принципу "подобное растворяет подобное", хотя ПВХ не будет полностью растворяться в бензоле и толуоле, молекулы бензола и толуола могут проникать в промежутки между молекулярными цепями ПВХ. По мере того как молекулы ароматического углеводорода продолжают проникать, расстояние между молекулярными цепями ПВХ увеличивается, межмолекулярные силы ослабляются, и материал набухает.

После набухания внутренняя структура материала ПВХ становится рыхлой, и при воздействии внешних сил, таких как внутреннее давление трубы, механическая вибрация и т.д., внутри материала будет происходить концентрация напряжений. Из-за структурных изменений, вызванных набуханием, материал не может эффективно рассеивать напряжение, что приводит к образованию трещин в местах концентрации напряжений.

Со временем трещины продолжают расширяться, в конечном итоге приводя к напряженному растрескиванию. В некоторых промышленных сценариях применения, если резервуар для хранения ПВХ используется для хранения ароматических углеводородных органических растворителей, таких как бензол или толуол, через некоторое время поверхность резервуара будет показывать явное набухание и деформацию, а в тяжелых случаях появятся трещины, что приведет к утечке растворителя. ​

3. Усугубленное набухание и растрескивание ПВХ галогенированными углеводородами​
Галогенированные углеводороды, такие как хлороформ и углеродный тетрахлорид, имеют аналогичный механизм действия на ПВХ, как ароматические углеводороды, и также могут вызывать набухание и напряженное растрескивание ПВХ. Хотя атомы галогена (такие как атомы хлора) в молекулах галогенированного углеводорода придают молекулам определенную полярность, общая полярность слабая и все еще может взаимодействовать с молекулами ПВХ в определенной степени и проникать в молекулярные цепи ПВХ.

В отличие от ароматических углеводородов, атомы галогенов в молекулах галогенированных углеводородов также могут взаимодействовать с атомами хлора на молекулярных цепях ПВХ, что дополнительно влияет на молекулярную структуру и характеристики ПВХ. Это взаимодействие усугубит повреждения между молекулярными цепями ПВХ, что приведет к более серьезным набуханиям и трещинам от напряжения.

В лабораторной среде образец ПВХ был погружен в раствор хлора. Через несколько часов можно наблюдать, что образец значительно увеличился в объеме, а поверхность стала шероховатой. По мере увеличения времени погружения образец постепенно трескается и ломается. ​

4. Защитные меры для материалов ПВХ​
Для предотвращения повреждения материалов ПВХ этими химическими веществами необходимо принять ряд профилактических мер в практическом применении.

Прежде всего, при выборе среды использования продуктов ПВХ следует полностью понять химический состав контакта и избегать прямого контакта между ПВХ и сильными окислительными веществами, ароматическими углеводородами и галогенированными углеводородами.

Во-вторых, в некоторых сценариях, где избежать контакта невозможно, материал ПВХ можно обработать на поверхности, например, нанести химически стойкое покрытие, чтобы повысить его устойчивость к химической коррозии. Кроме того, разработка новых модифицированных материалов ПВХ и улучшение их химической стабильности через химическую модификацию также являются важными способами решения этой проблемы. ​

Понимание разрушительных эффектов сильных окислителей, ароматических углеводородов и галогенированных углеводородов на ПВХ имеет большое значение для рационального использования материалов ПВХ и обеспечения безопасной и стабильной работы связанных продуктов и объектов.

Глубокое изучение механизма взаимодействия между этими химическими веществами и ПВХ позволит нам принять более эффективные защитные меры, расширить область применения материалов ПВХ и лучше служить различным областям.

Наша платформа соединяет сотни проверенных Китайские химические поставщикис покупателями по всему миру, способствующие прозрачным сделкам, лучшим бизнес-возможностям и высокоценным партнерствам. Независимо от того, ищете ли вы оптовые товары, специализированные химикаты или услуги по индивидуальным закупкам, TDD-Global надежен и является вашим первым выбором.