3.1 Cấu tạo
Polyvinylclorua là nhựa nhiệt dẻo, cĩ cấu tạo vơ định hình. Trong cơng nghiệp được sản xuất ở dạng bột, tỷ trọng 1,38 ÷ 1,4 g/cm3.
Polyvinylclorua được trùng hợp theo cơ chế gốc tự do là sự kết hợp của các phân tử theo "đầu nối đuơi" thành mạch phát triển. Trong mạch phân tử, các nguyên tử clo ở vị trí 1;3.
……– CH2 – CH – CH2 – CH – CH2 – CH –……
Cl Cl Cl
Người ta dùng nhiều phương pháp khác nhau như: hĩa học, vật lý, quang học … để chứng minh điều này.
Ví dụ: Khử Cl trong Polyvinylclorua bằng cách đun nĩng dung dịch Polyvinylclorua trong dioxan với bột kẻm thì thấy cĩ nhĩm cyclo propan được tạo ra.
Tùy theo điều kiện khử Cl mà trong Polyme cịn lại 13 ÷ 16% Cl ở dạng nguyên tử Cl riêng biệt. Cl Cl Cl Cl CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH CH2 CH CH CH2 + 2ZnCl2 CH2 CH2 2 Zn CH2 CH CH CH2 CH CH2 CH CH CH2 Cl CH2
Ở trạng thái khơng kéo căng thì Polyvinylclorua hồn tồn ở dạng vơ định hình và chỉ khi nào kéo thật mạnh mới cĩ khả năng định hướng một phần nhưng khơng kết tinh.
Trong phân tử Polyvinylclorua cũng cĩ cấu tạo nhánh nhưng ít, chiếm khoảng từ 50 –100 mắc xích mới cĩ một nhánh.
3.2 Tính chất của Polyvinylclorua
Nhiệt độ hĩa thủy tinh Tg : 75÷80 oC. Khối lượng riêng : 1,38 ÷ 1,4 g/cm3. Giới hạn bền kéo : 400 ÷ 600 kG/cm2. Giới hạn bền uốn : 900 ÷1200 kG/cm2. Giới hạn bền nén : 800 ÷1600 kG/cm2. Độ bền va đập : 70 ÷ 160 kG/cm2. Độ giãn dài tương đối : 10 ÷ 15 %.
3.2.1 Độ hịa tan của polyvinylclorua
Polyvinylclorua là polyme phân cực nên cĩ thể hịa tan trong các dung mơi như este, hydrocacbon clo hĩa, nitrobenzen. Tuy nhiên Polyvinylclorua chỉ hịa tan khi trọng lượng phân tử thấp, cịn khi trọng lượng phân tử cao thì tan rất hạn chế, ở nhiệt độ cao độ tan tăng lên. Để tăng độ hịa tan cho Polyvinylclorua thường tiến hành biến tính Polyvinylclorua như đồng trùng hợp với vinylaxetat, vinylindeclorua hoặc clo hĩa polyvinylclorua tạo thành polypercloruavinyl.
3.2.2 Tính nhiệt
Hệ số giãn nở phụ thuộc vào loại liên kết giữa các nhĩm nguyên tử hoặc phân tử này và hệ số này càng lớn khi cường độ liên kết càng yếu.
Bảng I.1: Độ dẫn nhiệt của một số vật liệu:
Vật liệu Hệ số giản nở 10-6C-1 Độ dẫn nhiệt W/moC Nhiệt dung riêng ở 20oC (kJ/kgoC)
PVC 50 -180 0,12 - 0,3 0,84 -1,25
PS 60 - 80 0,10 - 0,14 1,34
Thủy tinh 3 - 4 1,25 0,71 - 0,84
Thép 11 -12 55 0,437
Polyvinylclorua cĩ nhiệt độ chảy mềm cao hơn một ít so với nhiệt độ phân hủy. Khi ở 140 oC bắt đầu phân hủy chậm và ở 170 oC thì phân hủy nhanh hơn.
Khi tăng nhiệt độ, HCl sinh ra nhiều hơn và nĩ làm cho PVC xuất hiện màu, tính tan của Polyvinylclorua dần dần mất đi theo độ phân hủy của nĩ. Tính tan của Polyvinylclorua mất dần là do tạo liên kết ngang.
Và sự đổi màu của Polyvinylclorua do tạo liên kết đơi liên hợp H H H CH2 C CH2 C CH2 C – 3HCl CH = CH CH = CH CH = CH Cl Cl Cl CH2 CH CH2 CH CH2 CH to Cl Cl Cl CH CH CH2 CH CH2 CH + HCl Cl Cl H H H H H H CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C Cl Cl Cl – HCl Cl Cl H H H H H CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C Cl Cl Cl Cl Cl Cl