폴리염화비닐은 어떻게 만들어지나요?

일상 생활에서 폴리염화비닐(PVC)은 파이프 24%, 필름 및 시트 19%, 프로파일 및 튜빙 17%, 배선 및 튜빙 10%, 병 8%, 바닥 제품 5%와 같은 다양한 형태의 제품으로 우리 주변에 있습니다. , 4% 코팅 직물, 2% 성형 제품 및 2% 비닐 제품. 건축, 운송, 포장, 전기/전자 및 의료 분야에서 광범위하게 사용되는 주요 플라스틱 소재입니다.

일상생활에 필요한 PVC!

우리는 PVC를 사용하고 있습니다. 그들은 삶을 더 안전하게 만들고 편안함과 기쁨을 가져다주며 천연 자원을 보존하는 데 도움을 줍니다. 따라서 PVC는 자동차 부품에 사용될 때 사고 발생 시 부상 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다. 패션, 가구 및 모든 유형의 실내외 액세서리에서 PVC는 시각적으로 놀랍고 근본적으로 실용적인 기능 및 디자인 기회를 제공합니다. 요컨대 PVC는 우리가 더 나은 삶, 더 풍요로운 삶, 어쩌면 더 아름다운 삶을 살 수 있게 해줍니다.

하지만 PVC는 누가, 어떻게 발견되었나요?

PVC는 1872년 독일 화학자 Eugen Baumann에 의해 우연히 합성되었습니다. 중합체는 햇빛에 노출된 상태로 방치된 염화비닐 플라스크 내부에 흰색 고체로 나타났습니다.

PVC의 화학적 특성

PVC에는 높은 수준(57%)의 염소 함량이 포함되어 있습니다. PVC는 산, 염, 염기, 지방 및 알코올에 화학적으로 내성이 있습니다.

PVC의 열적 특성

PVC는 온도가 140°C에 도달하면 분해되기 시작하고 용융 온도는 약 160°C에서 시작됩니다. PVC 원료는 열안정성이 매우 떨어지므로 제품의 물성을 확보하기 위해 제조과정에서 열안정제를 첨가해야 합니다.

제조 과정

폴리염화비닐(PVC) 제조에는 다음이 포함됩니다.

STEP 1] 에틸렌 디클로라이드 생산

STEP 2] 염화비닐단량체 생산

STEP 3] 폴리염화비닐 생산

1단계]

염소는 전기분해를 통해 바다 소금에서 추출되고 에틸렌은 탄화수소 원료에서 추출됩니다. 이들은 반응하여 에틸렌 디클로라이드(1,2-디클로로에탄)를 생성합니다.

C₂ H₄ + Cl₂ =C₂ H₄ Cl₂

에틸렌 + 염소 =에틸렌 디클로라이드

2단계]

에틸렌 디클로라이드는 고온의 용광로 또는 반응기에서 가열하여 분해됩니다.

C₂ H₄ Cl₂ =C₂ H₃ Cl + HCl

에틸렌 디클로라이드 =비닐 클로라이드 단량체 + 염화수소

염화수소는 산소가 있는 상태에서 더 많은 에틸렌과 반응합니다(옥시염소화 반응으로 알려진 반응).

2HCl + C₂ H₄ + ½ O₂ =C₂ H₄ Cl₂ + H₂ 오

이것은 추가 에틸렌 디클로라이드를 생성합니다. 생성된 이염화에틸렌은 위의 식에 따라 분해되고 염화수소는 다시 옥시염소화를 위해 반환됩니다.

C₂ H₃ Cl + HCl₂ + H₂ 오

전체 반응은 위의 방정식을 함께 추가하여 표시할 수 있습니다.

2C₂ H₄ + Cl₂ + ½ O₂ =2C₂ H₃ Cl +H₂ 오

에틸렌 + 염소 + 산소 =VCM + 물

3단계]

PVC는 부가 중합이라는 공정을 사용하여 만들어집니다. 이 반응은 비닐 클로라이드 단량체(VCM)의 이중 결합을 열어 이웃 분자가 함께 결합하여 긴 사슬 분자를 생성하도록 합니다.

nC₂ H₃ Cl =(C₂ H₃ Cl)_n

염화비닐 단량체 =폴리염화비닐

응용 프로그램

• 하수관 및 부식에 대한 비용 또는 취약성으로 인해 금속 사용이 제한되는 기타 파이프 용도에 사용됩니다.
• PVC는 강하고 가벼우며 내구성이 뛰어나며 다양한 특성으로 인해 창 프로필에 이상적입니다.
• PVC는 수술, 의약품, 약물 전달 및 의료 포장 분야에서 거의 50년 동안 수백 가지의 인명 구조 및 의료 제품에 사용되었습니다.
• PVC는 자동차 산업에 고성능 품질과 중요한 비용 이점을 모두 제공합니다. 내부 도어 패널 및 포켓, 선바이저, 시트 커버링, 헤드라이닝, 씰, 머드 플랩, 차체 하부 코팅, 바닥 커버, 외부 측면 몰딩 및 보호 스트립, 돌 방지 손상 보호용으로 사용됩니다.
• PVC는 일반적으로 전기 케이블의 절연재로 사용됩니다.
• PVC는 가죽과 같은 소재를 만들기 위해 의류에 널리 사용되었습니다.