聚氯乙烯(PVC)作为世界第三普遍生产的合成聚合物,其用途遍及各行各业,从建筑到医疗用品,再到食品包装,令人惊讶的是,它的发现似乎是一次偶然的事件。这一发现追溯至1872年,当时德国化学家尤根·鲍曼(Eugen Baumann)在进行实验时无意中合成了这种白色的脆性固体。
在一个放置在阴暗处的烧瓶中,聚氯乙烯以白色固体形式显现,这一过程持续了四周。
在19世纪,科学实验的条件相对简陋,许多重大的发现都是在缺乏当时科学知识的情况下偶然获得的。在PVC的情况下,随着更多的实验者进入这一领域,整个塑料工业开始孕育雏形。虽然在20世纪初,俄罗斯化学家伊万·奥斯特罗米斯连斯基(Ivan Ostromislensky)和德国的弗里茨·克拉特(Fritz Klatte)试图将其商业化,但面对制造过程的挑战,他们的努力差强人意。
直至1926年,瓦尔多·塞门(Waldo Semon)和B.F.古德里奇公司开发的一种添加剂混合方法,使得PVC的加工变得成熟,进而促进了其商业化的步伐。
PVC的生产方法相当复杂,主要通过聚合氯乙烯单体(VCM)来实现。这一过程大多数情况下采用悬浮聚合法,约占80%的产量。其余的生产方式包括乳液聚合和块聚合,分别占12%和8%。在工业生产中,水与VCM的混合以及聚合启动剂的添加,都是维持聚合过程的关键因素。
生产过程中的反应为放热反应,因此需要不断降温以保障反应的顺利进行。
PVC可根据不同的添加剂来改变性质,这些添加剂包括热稳定剂、UV稳定剂和防火剂等。 PVC的多功能性使其能够在许多行业发挥作用,而这些市场的需求也促进了对PVC的进一步研究和应用。特别是在建筑业,PVC由于其耐用性和抗腐蚀性,几乎取代了传统的铸铁管道。
在美国的家庭市场中,PVC占到了66%的市场份额。
然而,随着对环境和健康影响的担忧不断升高,PVC的名声也受到了一定的挑战。特别是某些用于塑化PVC的邻苯二甲酸酯类物质,如DEHP,逐渐被淘汰,其原因在于与健康风险的关联。而在欧洲, већ逐步停止使用铅基稳定剂的政策也显示出行业趋于规范化和环保化。
近些年来,回收PVC的倡议逐渐兴起,这一领域的进展不仅能够减少环境负担,还能够降低制造新PVC的能源需求。
对于PVC未来的发展,不仅是材料科技的突破,更是环保意识觉醒的体现。在当前塑料污染问题日益严重的背景下,PVC作为一种可回收的材料,其生产和应用模式的改变将成为关键所在。聚氯乙烯的出现不仅是科学探索的结果,同时也反映了人类使用材料的智慧与创新。
那么,在未来的技术进步和环保考量下,聚氯乙烯将如何持续其在市场中的地位呢?