Рассказать друзьям
Химия 23 июня 2011

Положительные и отрицательные стороны использования винипласта в жизни человека

Введение

Обоснование актуальности

Пластмассы используются широко в жизни человека – обувь, одежда, покрытие сидений в транспортных средствах, дизайн помещений, посуда, предметы быта и т. д.

Чаще всего нас окружает винипласт.

Поэтому меня заинтересовало использование винипласта в быту, состав, свойства и влияние на здоровье человека.

Цель исследования:

Изучение свойств винипласта и влияние на организм человека.

Задачи исследования:

1) Познакомиться с информацией о винипласте: составе, классификации, отношении к окружающим веществам.

2) Исследование физических и химических свойств винипласта.

Объект исследования

Поливинилхлорид (винипласт)

Предмет исследования

Изучение свойств поливинилхлорида и влияние на организм человека.

Гипотеза

Я предполагаю, что винипласт обладает положительными качествами: эстетичен, гладок на ощупь, доступен по разнообразию и цене, но возможно наличие хлора в составе этого вещества, что может отрицательно сказаться на здоровье человека при эксплуатации.


Теоретическая часть


Свойства винипласта


Физические свойства

Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению под действием механических напряжений. Практически под прочностью понимают сопротивление материала развитию остаточных деформаций, хотя этот процесс не приводит к образованию в твердом теле новых поверхностей раздела (разрушению). Прочность полимеров зависит от строения макромолекул, молекулярной массы и структуры полимера (уровня надмолекулярной организации, степени ориентации, степени поперечного сшивания и др.)

Винипласт – негорючий термопластичный материал; хорошо поддается механической обработке на обычных станках; легко сваривается с помощью сварочного прутика горячим воздухом (230–250 °C) и хорошо склеивается разнообразными видами клеев (в основном на основе поливинилхлорида и перхлорвиниловой смолы). Прочность сварных и клеевых соединений достигает 80–90% от прочности материала. Винипласт устойчив к действию кислот, щелочей и алифатических углеводородов; неустойчив к действию ароматических и хлорированных углеводородов.

Винипласт может быть приклеен к бетонным, деревянным и металлическим изделиям!

Винипласт имеет хорошую прочность на изгиб и упругость, из него иногда кустарным способом рыбаки изготавливают верхние части удилищ спиннингов (хлысты) и зимних удочек–мормышек. При соответствующей обработке такие части допускают изгиб более 45 градусов.

Винипласт является хорошим диэлектриком при эксплуатации изделий в пределах +20–80 градусов Цельсия, но следует учитывать, что при нагревании винипластового изделия выше +80 градусов Цельсия наступает резкое падение диэлектрических свойств.

Винипласт по плотности относится к веществам более тяжелым, чем полиэтилен, полистирол, но легче, чем фторопласт–4 и фенолформальдегидные пластмассы.

Поливинилхлорид обладает некоторой огнестойкостью благодаря наличию в его составе хлора; поэтому редко возникает потребность в снижении горючести жесткого поливинилхлорида.


Химические свойства

До 60 °C винипласт устойчив к действию HСl (соляной) и HCOOH (муравьиной) и других кислот. Поливинилхлорид не изменяется при действии щелочей любой концентрации, промышленных газов (NO2, Cl2, SO3, HF и др.), растворов солей, металлов (Al, Na, K, Fe, Cu, Mg, Ni, Zn, Sn), а также бензина, керосина, масел, жиров, глицерина, спиртов, гликолей. Поливинилхлорид стоек к окислению и практически не горюч.

Винипласт листовой не растворим в метиловом, этиловом спирте, высших алкоголях, глицерине и многочисленных алифатических алкоголях, алифотических углеводородах, смазочных и растительных маслах. Винипласт листовой химически стоек к воздействию:

• серной кислоты: купоросное масло до 20oС, 40% концентрации до 60oС;
• азотной кислоты до 50% при 50оС;
• смеси кислот азотной и серной; – нитрозы; –отходящих газов (хлороводород и хлор в смеси с воздухом и водяными парами);
• уксусной кислоты 100%;
• муравьиной кислоты до 50%;
• фосфорной кислоты, разведенной и концентрированной;
• сернистой кислоты;
• щелочи до 50%;
• аммиака;
• хлорной извести;
• перекиси водорода 10%;
• раствора пермонгоната концентрированного;
• раствора солей всех видов;
• озона;
• кислых сточных вод;
• щелочных сточных вод;
• плавиковой кислоты до 40% при 20оС;
• формальдегида;
• сероводородной воды;
• сероуглерода.

Винипласт горит с трудом. Вне пламени он не горит, при разложении образует белые пары.


Применение винипласта

Из пластифицированного поливинилхлорида изготовляют гибкие листы (для покрытия полов, отделки стен), пленки, формуют под давлением разные изделия, употребляют для производства искусственной кожи, защитных перчаток. Из жесткого непластифицированного поливинилхлорида изготовляют трубы (они не подвергаются коррозии и заменяют свинцовые при изготовлении химической аппаратуры), детали дверей и окон. В электротехнике поливинилхлорид служит для изоляции проводов и изготовления деталей аппаратуры. Производят из него и игрушки, спортивные и канцелярские товары, занавески. Из поливинилхлорида можно получать и волокна. Его применяют для изготовления фильтровальных технических тканей, рыболовных сетей, трикотажа и медицинского белья (хлориновое волокно).

Ткань лечебного белья изготовляется из хлорина, Когда ткань белья соприкасается с человеческим телом, возникает микроэлектрические заряды, которые повышают общий жизненный тонус организма.


Исследовательская часть


Нахождение плотности винипласта

Навеску винипласта я взвесил на весах. Масса навески равна 42 г. Затем, я поместил эту навеску в сосуд для измерения объема и по количеству выделившейся воды, определил объем данной навески. Расчетом нашел плотность исследуемого образца:

m= 42 г

V= 30 cm3

плотность = 1,40 г/сm3




Действие агрессивных сред на винипласт.

Я опустил пластинки винипласта в соляную кислоту и едкий натр. Через двое суток я не обнаружил видимых изменений в пластинках винипласта.


Исследования на наличие хлороводорода и хлора в винипласте

Нарезанные маленькие кусочки винипласта, я поместил в пробирку с газоотводной трубкой. Пробирку нагрел спиртовкой и наблюдал следующее:

Винипласт размягчается, обугливается, и появляются обильные белые пары. Конец газоотводной трубки опустил в пробирку с фиолетовым лакмусом. Газоотводная трубка находилась выше уровня раствора лакмуса. Выделяющийся тяжелый хлороводород растворялся в воде, образуя соляную кислоту, а фиолетовый лакмус менял окраску на красную. Затем, эту газоотводную трубку опускал в пробирку с раствором нитрата серебра (AgNO3), не касаясь уровня раствора, и наблюдал выпадение белого творожистого, со временем темнеющего осадка.

Наличие хлороводорода доказываю изменением окраски лакмуса из фиолетовой на красную. И выпадением белого творожистого осадка – AgCl




Наличие хлора в винипласте определяю пробой Бейльштейна. Медную проволоку прокаливаю в пламени спиртовки до исчезновения зеленого окрашивания. В пламя спиртовки вношу исследуемый винипласт и прокаленную медную проволоку. При горении винипласта выделяющийся хлор образует летучие галогениды меди, которые окрашивают пламя в интенсивный зеленый цвет:



Вывод: наличие хлора в винипласте доказал.


Физиологическое влияние винипласта на человека

Поливинилхлорид совершенно безвреден. Вредное действие могут оказывать лишь продукты его разложения.

Продуктами разложения могут быть: хлорвинил, хлор, хлороводород.

Хлор и хлороводород при вдыхании действуют на слизистую оболочку, оболочку дыхательных путей вызывая сильное её раздражение и набухание, что приводит к летальному исходу.

В частности, при содержании в воздухе 0,03–0,14 мг/л хлорорганических соединений, 0,4–0,64 мл/г HСl и 0,25–0,63 мг/л СО отмечалось раздражение слизистых оболочек носа и глаз, а также возбуждение, переходящее в вялость.

Хлорвинил относят к группе анестезирующих и ингаляционных наркотиков. В низких концентрациях он вызывает головокружение и потерю ориентации, а с увеличением концентрации – потерю сознания, сопровождающуюся судорогами двигательной мускулатуры, и, наконец, глубокий наркотический сон. Максимально допустимая концентрация хлорвинила в воздухе 0,5%. Запах хлорвинила не слишком резок и проявляется лишь при высоком содержании хлорвинила в воздухе.


Заключение


Вывод исследования

Гипотеза по отрицательным действиям продуктов горения и разложения винипласта на организм человека подтвердилась. Различные виды винипластов содержат в своем составе атомы хлора.


Рекомендации:

1. При использовании винипластов, необходимо частое проветривание жилищных помещений.
2. В дизайне детских комнат желательно не использовать винипласт.


Список используемой литературы

1) Глинка Н. А. Общая химия / Н. А. Глинка.– Л.: Химия, 2003.
2) Гроссе Э. Химия для любознательных / Э. Гроссе.– Л.: Химия, 1985.
3) Каргин В. А. Энциклопедия полимеров / В. А. Каргин.– М.: Советская энциклопедия, 1972.
4) Кузнецова Н. Е. Химия 10 / Н. Е. Кузнецова.– М.: Вентана–граф, 2010.
5) Ходаков Ю. В. Химия / Ю. В. Ходаков.– М.: Просвещение, 1986.
6) Цветков Л. А. Органическая химия / Л. А. Цветков.– М.: Просвещение, 1988.


Работу выполнил:

ученик 10 класса В
Янкевич Леонид Яковлевич


Научные руководители:

учителя химии
Раченкова Валентина Петровна,
Игнатушина Галина Леонидовна


МОУ СОШ № 64
г. Новокузнецк

Полный текст работы: http://static.livescience.ru/viniplast/viniplast.pdf
Презентация: http://static.livescience.ru/viniplast/presentation.pdf

Комментарии ( 5 )
  • Administrator 24 июня 2011, 21:39
    Объясните мне такой момент: если винипласт устойчив к кислотам, щелочам и прочему, то как он вообще может разлагаться?
  • Павел К 4 августа 2011, 13:59
    Всем привет. Действительно большинство пластмасс очень устойчивы к воздействию кислот и щелочей, но могут подвергаться различным видам деструкции–разрушения (термическое, фотохимическое, гидролитическое, радиохимическая) именно так они "разлагаются" в природе.
  • Administrator 4 августа 2011, 22:09
    Хорошо, переформулирую свой вопрос с другой стороны. Возьмем молекулу вещества (того же винипласта, допустим). Химические связи внутри нее очень прочные, так что никакое внешнее химическое воздействие не может их разорвать. Теперь вопрос – откуда же в обычных бытовых условиях берется такое воздействие, которое все–таки способно (!) разрушить эту молекулу?? Единственный вариант, который указан в самой работе – термическое разрушение в пламени, но это, извините меня, уже пожар как минимум. smile
  • Кирилл Корабельников 9 августа 2011, 13:43
    Мне кажется, что для 10 класса школы эта работа не дотягивает.
    1. Нет формулы поливилхлорида.
    2. Для определения плотности есть гораздо более точный метод – по разнице веса в воздухе и в воде. Или в других более легких жидкостях, плотность которых точно известна.
    3. В теретической части неплохо было бы привести реакции термического разложения и горения ПВХ. И показать, что при этом могут образоваться вещества, значительно более ядовитые, чем чистый хлор. В конце работы появляется хлорвинил, но не указано как и при каких условиях он выделяется из ПВХ.
    4. В работе ничего не сказано про скорость и результаты реакции разложения ПВХ при воздействии света, УФ, живых организмов.
    5. На основании работы невозможно сделать те выводы, которые приведены в конце.

    Общий уровень работы – 4 класс, природоведение.
  • 123 26 октября 2012, 09:00
    А по-моему, очень даже отличная работа. Спасибо автору.

    С уважением, Текеев А.А.
Ваш комментарий
 
Кому:
Ваше имя:
Ваш e-mail:
Комментарий:
 
  гостевые комментарии проверяются модератором