Поливинилхлорид (ПВХ): свойства и области применения. Что такое поливинилхлорид? Поливинилхлорид температура плавления

ПВХ - это искусственное полотно смешанного состава. Аббревиатура расшифровывается как поливинилхлорид. Другие имена материала: тентовая, баннерная ткань, пленка. Встречается иноязычный вариант - PVC.

Поливинилхлоридной ткань называется соответственно своему верхнему слою. Она получила распространение в разных отраслях промышленности: от товаров народного потребления до машиностроения.

Впервые поливинилхлорид из винилхлорида получил в 1835 году Анри Виктор Реньо во Франции. Произошло это в ходе случайных экспериментов. Сохранились записи ученого, в которых он не смог охарактеризовать и назвать полученное вещество.

Следующая волна исследований поливинилхлоридного соединения датируется 1878 годом. Но и тогда применения ему не нашлось и эксперименты приостановили.

В 1913 в Германии химик Фриц Клатте, изучив свойства вещества, запатентовал производство ПВХ. Реализовать его идеи помешала наступившая Первая мировая война.

Почти параллельно с Клатте в Германии поливинилхлорид исследовал Уолдо Силон в Америке. В 1926 году он запатентовал идею создавать из нового волокна занавески для ванной комнаты.

Промышленное производство предметов из нового материала началось в 1931 году.

Меньше чем через 15 лет поливинилхлоридное полотно прочно вошло во многие отрасли промышленности. Из него стали делать также посуду, предметы быта, автомобильные детали и пр.

Особенности производства и состава

В основе ткани лежит сеть из полимеров. Их нити (полиэстера, нейлона, или лавсана) крепко сплетены между собой. Эту сеть покрывают слоем ПВХ.

Переплетение нитей может иметь разное соотношение. Самые частые варианты:

12×12.

Для придания изделию тех или иных свойств, его покрывают лаком и всевозможными химическими присадками. Например, полиуретан обеспечивает эластичность вещи и нестираемость.

Основные характеристики ПВХ

Есть ряд параметров, по которым определяются качества материала. Среди них:

Плотность. Измеряется в граммах на кв.метр. Широко варьируется. Популярные высокие показатели: 550-800 г/кв.метр.
Прочность, способность к растяжению. Она должна соответствовать стандартам: ISO - международный, DIN - немецкий, EN - европейский.
Толщина нити. Измеряется в тексах. Самые востребованные ткани имеют прочность в 110 текс.
Огнеустойчивость.
Нефтеустойчивость.
Горючесть.
Температурный режим использования. Может достигать +70 градусов.

Для специализированных производств качественные и количественные показатели отличны.

Плюсы ПВХ

Полимерное покрытие дает изделиям ряд общих преимуществ. Среди них:

Эластичность.
Плотность и прочность.
Водостойкость. Материал не пропускает влагу.
Воздухонепроницаемость. Будучи минусом в легкой промышленности, это качество становится плюсом при использовании в нужной области.
Термостойкость. Ткани не страшны предельно низкие и высокие температуры.
Солнцестойкость. Качественные вещи, созданные с соблюдением высоких стандартов, не выгорают под прямыми солнечными лучами.
Неокисляемость.
Бюджетность. Поливинилхлоридные полотна имеют доступную стоимость.
Относительно долгий срок службы. Составляет от 5 до 15 лет, в зависимости от конкретных характеристик и типа изделия.

Минусы ПВХ

Изделия из поливинилхлорида считаются неэкологичными.

Материал «славится» следующими недостатками:

Полностью не разлагается.
Продукты его распада токсичны.
Сжигать полотно нельзя: выделяющийся от этого хлористый водород опасен.
Сам процесс производства сопровождается вредными для окружающей среды выбросами.

Виды ткани

Классификацию по составу и отдельным параметрам провести сложно, так как вариантов в этом отношении множество.

По покрытию выделяют материал:

односторонний;
двусторонний.

По тому, для создания какого изделия предназначено полотно, его делят на:

лодочное;
тентовое;
баннерное и пр.

В строительных целях и для производства лодок используется поливинилхлорид двух видов:

армированный (более безопасный, снабжен дополнительными «удерживающими» элементами);
неармированный (простая пленка, подходит для создания детских кругов для плавания и т.п.).

В зависимости от количества добавленных слоев, ПВХ делится на:

многослойный;
однослойный.

Область применения

Поливинилхлорид активно используется для изготовления:

спортивного мелкого и крупного инвентаря (батутов, гимнастических матов, борцовских напольных покрытий разной экипировки для спортсменов);
специальной профессиональной обуви, сапог;
походной одежды (накидок, плащей);
рыболовного снаряжения;
матрасов для бассейнов;
надувных лодок, байдарок;
туристических и торговых тентов, палаток и подобных каркасных сооружений;
рекламных баннеров и растяжек;
натяжных потолков;
занавесок и т.п.

Особенности эксплуатации

Основное требование по использованию вещей и одежды из данной ткани - соблюдение условий ухода. Обязательно внимательно изучить инструкцию к изделию после его приобретению.
Занавески, матрасы, плащи из ПВХ нельзя стирать в машинке.
Следует помнить, что жечь вещи из ПВХ опасно.

Отзывы

Мнение о поливинилхлориде неоднозначны.

С одной стороны, его ценят за практичность и высокие эксплуатационные характеристики.

С другой стороны, большим минусом называют неэкологичность материала.

Фотогалерея

Поливинилхлорид

Общие
Поливинилхлорид



Термические свойства
Температура плавления	100–260 °C
Удельная теплоёмкость (ст. усл.)	90 Дж/(кг·К)

Поливинилхлорид (ПВХ, полихлорвинил, винил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.) - бесцветная, прозрачная пластмасса , термопластичный полимер винилхлорида . Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе, но обладает малой морозостойкостью (−15 °C). Нагревостойкость: +65 °C.

Химическая формула: [-CH 2 -CHCl-] n .Международное обозначение - PVC.

Физические и химические свойства

Молекулярная масса 9-170 тыс.; плотность - 1,35-1,43 г/см³. Температура стеклования - 75-80 °C (для теплостойких марок - до 105 °C), температура плавления - 150-220 °C. Трудногорюч. При температурах выше 110-120 °C склонен к разложению с выделением хлористого водорода HCl.

Поливинилхлорид используют как уплотнитель в бытовых холодильниках , вместо относительно сложных механических затворов. Это дало возможность применить магнитные затворы в виде намагниченных эластичных вставок, помещаемых в баллоне уплотнителя.

Также находит широкое применение в пиротехнике как донор хлора, необходимого для создания цветных огней.

Безопасность

Основной проблемой, связанной с использованием ПВХ, является сложность его утилизации - при сжигании образуются высокотоксичные хлорорганические соединения, например диоксины , являющиеся канцерогенами .

См. также

Литература

Химический энциклопедический словарь. Гл. ред. И. Л. Кнунянц. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 792 с.

Ссылки

Всё о поливинилхлориде (ПВХ он же PVC). История, получение, свойства, переработка

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Поливинилхлорид" в других словарях:

Поливинилхлорид … Орфографический словарь-справочник

поливинилхлорид - (ПВХ) это материал, относящийся к группе термопластов (термопласты). Чистый ПВХ на 43% состоит из этилена (продукта нефтехимии) и на 57% из связанного хлора, получаемого из поваренной соли. ПВХ выделяется в виде порошка. Множество окружающих нас… … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

- (ПВХ), твердое прочное вещество белого цвета, ПОЛИМЕР ВИНИЛХЛОРИДА. Может быть получен путем нагревания винилхлорида в воде с персульфатом калия или ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА. Поливинилхлорид можно смягчить и сделать эластичным при помощи пластификатора … Научно-технический энциклопедический словарь

ХЛОРИРОВАННЫЙ то же, что перхлорвиниловая смола … Большой Энциклопедический словарь

Поливинилхлорид - (ПВХ) является жестким бесцветным материалом с ограниченной теплостойкостью, который имеет тенденцию прилипать к металлическим поверхностям при нагреве. По этим и другим причинам часто необходимо добавлять стабилизаторы, пластификаторы,… … Официальная терминология

Поливинилхлорид - – это искусственный материал, являющийся аморфным полимером. Примечание. Пластмассы на его основе имеют хорошие электроизоляционные характеристики, стойки к химикатам, атмосферостойки, имеют высокую прочность и упругость. При нагревании… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Сущ., кол во синонимов: 1 полимер (77) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

поливинилхлорид - ПВХ Полимер винилхлорида со структурной формулой повторяющегося составного звена. [ГОСТ 24888 81] Тематики полимерные и др. материалы Обобщающие термины полимеры Синонимы ПВХ EN poly (vinyl chloride) DE Polyvinylchlorid FR poly (chlorure de… … Справочник технического переводчика

Поливинилхлорид - ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, [ CH2CHCl ]n, синтетический полимер. Отличается хорошими механическими и электроизоляционными свойствами, сравнительно невысокой термо и светостойкостью; трудногорюч. На основе поливинилхлорида получают жесткие (винипласт) и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

поливинилхлорид - [ CH2 CHCl ]п твердый продукт полимеризации винилхлорида. Плотность 1350 – 1430 кг/м3; выше 110°С разлагается с выделением HCl. Растворим в дихлорэтане, нитробензоле, тетрагидрофуране, циклогексаноне; устойчив к влаге, кислотам, растворам щелочей … Текстильный глоссарий

Разработка и совершенствование технологий получения ПВХ, который также называется поливинилхлоридом, уже в начале ХХ века позволила заменить данным изделием широкий спектр традиционных материалов. Сегодня трехбуквенная аббревиатура на слуху даже у людей, которые не связаны со строительством. Многие начинают интересоваться материалом, когда сталкиваются с ремонтом - так и возникает вопрос: "ПВХ - что это такое?" В глазах простого обывателя это и оконные рамы, и материалы для создания трубопроводов, и напольные покрытия, а также другие изделия, которые используются как в частном порядке, так и в промышленности. Благодаря прекрасным эксплуатационным качествам полимеров, пластиковые конструкции отличаются стойкостью к внешним воздействиям, высоким порогом истираемости и в целом долговечностью.

Состав и характеристики ПВХ

Свойства поливинилхлорида во многом соответствуют нефтепродуктам, из которых он и производится. В частности, его качества обусловлены внесением в состав различных модификаторов. Таким образом, отвечая на вопрос "ПВХ - что это такое?", можно представить его как полимерный продукт, в рецептуре которого присутствуют специальные добавки. В готовом виде ПВХ способен выдерживать большие температурные перепады: от -50 до 60° С. Эксплуатационный срок полимеров достигает 20 лет. Кроме того, производители отмечают, что за эти годы поливинилхлорид не утрачивает своих первоначальных качеств.

Внешне товарный ПВХ - это белоснежный порошок. Он достаточно прочен, отличается высокими диэлектрическими свойствами и оптимальным уровнем полимеризации для изготовления стройматериалов различных форм. На языке специалистов ответ на вопрос "ПВХ - что это такое?" может даваться и в виде химического состава, включающего этилен с хлором и поваренной солью, а также красители, смазочные вещества и наполнители с пластификаторами.

Технологии производства

Готовый для промышленного использования полимер изготавливается из нефтехимических продуктов (хлорид натрия и этилен) в ходе процесса полимеризации. Современные рецептуры, на основе которых выпускается поливинилхлорид (ПВХ), требуют применения высококачественного оборудования и продуманных технологий, что, собственно, и позволяет предлагать потребителю уникальные по свойствам изделия.

Основой для производства ПВХ служит так называемая смола поливинилхлорида, которая формируется в ходе полимеризации. В результате происходит объединение молекул мономера и образование полимера. На данном этапе технологического развития производители практикуют три метода изготовления ПВХ:

Блочная техника, которая предполагает полимеризацию в массе.
Полимеризация эмульсионной основы.
Полимеризация суспензионной основы.

Области применения ПВХ

Как уже отмечалось, в понимании обычного потребителя, который задается вопросом "ПВХ - что это такое?", ответом выступают готовые для применения материалы. Спектр, который охватывает поливинилхлорид, поистине широк и разнообразен. В первую очередь это, несомненно, строительство, где особенно важны технико-физические свойства материала. Распространены искусственные полимерные изделия и в производстве игрушек. Несмотря на страхи многих потребителей относительно экологической чистоты, многоступенчатая обработка и новейшие технологии позволяют минимизировать токсичность ПВХ.

Поливинилхлорид в строительстве

Широкую славу материал приобрел благодаря пластиковым оконным рамам, перегородкам, элементам для мебели, напольным покрытиям и другим изделиям, которые сегодня успешно конкурируют с древесиной, металлом и стеклом. Отдельно на рынке представлены комплектующие для коммуникационных систем - в частности ПВХ-трубы ценятся строителями за практичность, надежность и долговечность. Канализационные системы, трубопроводы и смежные элементы из поливинилхлорида, хотя и уступают в прочности металлу, все же отличаются более высокой герметичностью и влагостойкостью.

Напольные покрытия из ПВХ

Не менее активно поливинилхлорид используют производители материалов для напольных покрытий. Стоит отметить, что полноценное применение искусственных изделий этой категории редко практикуется, но пленка ПВХ довольно успешно справляется с защитными функциями покрытий. В частности, ею обрабатывают ламинированные панели, что позволяет достичь высокого уровня стойкости перед воздействием влаги, химических веществ и механическими повреждениями.

Кроме этого, пленка используется как декоративный элемент, причем не только в производстве напольных древесных покрытий. Изготовители тех же пластиковых окон с помощью поливинилхлорида выполняют окрашивание стеклопакетов.

ПВХ в облицовке

Пожалуй, эту область применения можно поставить на один уровень по популярности с производством оконных профилей и труб. Высококачественные панели ПВХ демонстрируют лучшие качества полимерных изделий - огнеупорность, морозостойкость, тепло- и звукоизоляционные качества, а также привлекательный внешний вид. Разнообразные фактуры, реализуемые в элементах поливинилхлоридной облицовки, особенно выигрышно смотрятся в оформлении фасадов частных домов. Знаменитый блок-хаус является одним из самых востребованных способов облицовки коттеджей, обеспечивая оригинальный облик зданию.

Вместе с этим панели ПВХ не проигрывают аналогам в надежности и легкости установки. Производители комплектуют элементы различной фурнитурой, уголками и креплениями, которые упрощают монтаж и наделяют внешние покрытия функциональностью. О последнем качестве говорит и возможность сочетать панели с водосточными ПВХ-трубами посредством специальных крепежей.

ПВХ-ткань

Данная сфера применения поливинилхлорида не так известна широким массам, тем не менее заслуживает внимания. Ткань ПВХ, производство которой не предполагает включение токсичных веществ, используется для пошива униформы сотрудников на предприятиях, в изготовлении тентов и лодочных покрытий.

Ткань из поливинилхлорида отличается мягкой структурой, эластичностью и прочностью. В качестве спецодежды она препятствует воздействиям огня, воды, а также физическим повреждениям. По общим характеристикам тентовая ткань напоминает лодочную, но в ней отсутствует адгезивное покрытие. Данный материал рассчитан на использование в качестве навесов, укрывающих полотен, гидроизоляционных прослоек и т. д. Материал, предназначенный для лодок, представляет собой сетку, которая покрывается поливинилхлоридом. В сущности, это та же пленка ПВХ, которая обеспечивает высокую адгезию и воздухонепроницаемость.

Заключение

Применение композитов и полимеров в различных сферах производства, строительства и частного хозяйства уже доказало свою целесообразность. Эффективность внедрения поливинилхлорида ярко иллюстрируют ПВХ-трубы, оконные рамы, всевозможные покрытия и материалы для облицовки.

Обращая внимание на изделия из пластикатов, можно быть уверенным, что их эксплуатационные свойства не подведут и по крайней мере будут превосходить многие аналоги. Конечно, стоит дифференцировать продукцию из ПВХ по качеству: к примеру, материал европейского происхождения по своим технико-эксплуатационным характеристикам не имеет аналогов. С другой стороны, и российские компании постепенно осваивают производство поливинилхлорида, что в будущем обещает серьезное удешевление товаров столь перспективного сегмента.

Иногда можно увидеть картину, как любители посидеть на природе в костре сжигают одноразовую пластиковую посуду, бутылки, пакеты и другой мусор, оставшийся после весело проведенного времени. Конечно, при таком способе избавления от мусора нет необходимости ехать на свалку и лес остается вроде бы чистым. Также можно встретить людей, которые используют пластик для создания поделок и плавят его в домашних условиях. Но насколько безобидно плавление пластика и его сжигание?

То, что сжигать некоторые виды пластика и плавить их небезопасно, должен знать каждый!

Многие изделия из пластмасс маркируются специальным знаком с цифрой, которая изменяется от 1 до 7. Каждое число соответствует конкретному типу полимерных материалов, за исключением 7, которое соответствует всем остальным материалам, которые нельзя отнести к первым 6. Пластмассы с 1 по 6 относятся к , т.е. они начинают размягчаться при нагревании. Различные типы пластмасс по-разному реагируют на огонь: некоторые начинают тлеть, некоторые плавятся, некоторые практически не реагируют.

Большинство пластмасс несет в себе потенциальную опасность выделения токсичных веществ, связанных с технологией ее производства и ее составом, но есть среди них и более безопасные виды.

1. PET или PETE (ПЭТ) – полиэтилентерефталат

ПЭТ – это наиболее распространенный пластик в пищевой промышленности, который чаще всего используется при производстве бутылок. Также он является очень популярным материалом для создания различных поделок. Можно найти множество способов . О промышленной переработке ПЭТ можно прочитать .

ПЭТ плавится при довольно высокой температуре – 260 °С, но при нагреве до 60 °C ПЭТ размягчается и теряет форму.

Опасность:
ПЭТ известен тем, что в нем содержится сурьма и канцерогены. При хранении воды в бутылках эти вещества могут попадать в нее, особенно при нагревании. Также эти вещества могут высвобождаться при горении или плавлении.

Заключение:
Существует потенциальная опасность высвобождения вредных веществ при сжигании или плавлении. Для создания поделки ПЭТ бутылки можно найти множество способов, не требующих термической обработки.
При необходимости деформации ПЭТ лучше нагреть его в кипящей воде – это безопаснее, чем вдыхать пары от нагреваемого всухую пластика. Также помните, что всегда надо работать в хорошо проветриваемых помещениях или на улице.

2. HDPE или ПНД– полиэтилен высокой плотности или полиэтилен низкого давления

flickr.com/Tom Magliery/CC BY 2.0

HDPE наиболее безопасный пластик. Его лучше всего использовать для создания поделок, поскольку он также является самым простым в обработке. Из этого пластика изготавливаются бутылки для молока и моющих средств.

Нужно знать:
Можно с уверенностью использовать HDPE контейнеры или бутылки для хранения воды, поскольку из них ничего не выщелачивается. HDPE довольно прочный пластик и не «тает», только при ОЧЕНЬ высокой температуре. Этот пластик может оказаться недостаточно гибким, но иногда это очень хорошо для создания жестких конструкций.

Заключение:
Этот вид пластика можно использовать без особых опасений. Плавление пластика происходит при температурах порядка 120-135 °С.

3. PVС или ПВХ – поливинилхлорид, также известен как винил

ПВХ является наиболее опасным пластиком , производимым на сегодняшний день. Большинство пластинок делается из винила. Несмотря на его опасность, многие люди, не зная о ней, нагревают и жгут ПВХ. Температура плавления ПВХ составляет 150 – 220°C, но деформироваться он начинает при 65 – 70 °С. О переработке ПВХ можно прочитать .

Опасность:
ПВХ выделяет канцерогены, а также свинец. Под воздействием тепла он выделяет диоксины , одни из самых опасных загрязняющих веществ и токсинов.

Заключение:
ПВХ можно использовать, но нагревать и жечь его ОЧЕНЬ ОПАСНО !!!
Опять же, при строгой необходимости плавления ПВХ лучше использовать кипящую воду и не подвергать его непосредственному воздействию пламени. Делать это, конечно, надо в хорошо проветриваемом помещении.

4. LDPE или ПВД – полиэтилен низкой плотности или полиэтилен высокого давления

flickr.com/ mag3737/CC BY-NC-SA 2.0

LDPE является еще одним безопасным пластиком. Из него делаются кнопки в приборах, также он используется для производства полиэтиленовой пленки, продуктовых сумок, мусорных пакетов и некоторых пищевых контейнеров.

Что нужно знать:
ПВД прочный материал, но менее крепкий, чем HDPE. Для его плавления также нужна немалая температура – 90 °С.

Заключение:
HDPE довольно безопасный в использовании пластик. Для плавления требуется довольно много тепла, при этом надо быть внимательным – если вы хотите именно расплавить материал, то пакеты, например, могут легко загореться.

5. PP или ПП – полипропилен

ПП довольно безопасный пластик, и используется при создании различных вещей, например, крышек для бутылок, дозаторов и пластиковой посуды. Он не так легко плавится, его температура плавления составляет 160 – 170 °С, но быстро нагревается. О переработке полипропилена можно прочитать в .

Обратите внимание:
Полипропилен вполне безопасен, однако некоторые исследования показали, что некоторые виды полипропилена могут выделять биоцид. Так что все же этим материалом надо пользоваться с осторожностью.

6. PS или ПС – полистирол

Из этого вида пластика изготавливается множество изделий, он применяется в одноразовой посуде, упаковке, детских игрушках и при изготовлении теплоизоляционных (например, пенопласта) и других строительных материалов. Хотелось бы надеяться, что все знают, что необходимо избегать нагревания пенополистирола, поскольку в нем содержится стирол. Информацию о переработке пенопласта можно найти в .

Температура плавления полстирола – 240 °C, но деформироваться начинает при 100 °C. При нагревании появляется характерный запах.

Опасность:
Выделяет опаснейший яд и канцероген стирол .

Заключение:
Никогда не нагревайте пенополистирол. В крайнем случае, делайте это в хорошо проветриваемом помещении.

7. OTHER или ДРУГОЕ – различные пластики, не указанные выше

К этим пластмассам относятся как безопасные, так и небезопасные пластики. Например, PLA относится к биоразлагаемым пластмассам, с этим пластиком можно работать вполне безопасно. Поликарбонат (ПК) не так безопасен, существуют исследования, подтверждающие, что он может выделять бисфенол А.

С пластиком без маркировки и с незнакомыми пластиками надо обращаться очень аккуратно, неизвестно из каких материалов они изготовлены и какую потенциальную опасность в себе несут.

Жечь пластик надо в хорошо проветриваемом месте, лучше на улице. ПВХ и ПС жечь нельзя.

(Просмотрели89 443 | Посмотрели сегодня 6)

Типы пластика. Термореактивный пластик и термопластик Как выполняется переработка полипропилена (ПП или PP)

Основные физико-химические свойства

Поливинилхлорид или ПВХ - современный синтетический полимер, относящийся к числу так называемых базовых полимеров. Он был впервые синтезирован еще в 1870 году, а с 1930 выпускается в промышленном масштабе. С 1912 года начались поиски возможностей промышленного выпуска ПВХ, а в 1931 году концерном "BASF" были выпущены первые тонны этого материала.

Поливинилхлорид относится к группе термопластов. Чистый ПВХ - это порошок, который на 43% состоит из этилена (продукта нефтехимии) и на 57% из связанного хлора, получаемого из поваренной соли. Для производства листовых пластиков и оконного профиля в порошок добавляют стабилизаторы, пластификаторы, пигменты и вспомогательные добавки.

ПВХ пастики обладают достаточной механической прочностью и влагостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, хорошей химической стойкостью: не растворяются в бензине и керосине, стойки к действию кислот и щелочей, имеют красивый внешний вид, легко подвергаются резке, формованию, сварке и склеиванию.
Поливинилхлорид (ПВХ) - универсальный термопластичный полимер, получаемый суспензионной полимеризацией винилхлорида.

ПВХ был одним из первых полимеров, получивших широкое коммерческое распространение, и на сегодня он является одним и самых популярных. Сегодня ПВХ занимает второе место после полиэтилена по потреблению среди синтетических полимеров.

ПВХ получают блочной (ПВХ-М), суспензионной (ПВХ-С) и эмульсионной (ПВХ-Е) полимеризацией. Его химическая формула: [-СН 2 -СНС1-]n.

Температура плавления ПВХ составляет 165-170 °С, однако при нагревании свыше 135 °С в нем начинаются процессы деструкции, сопровождающиеся отщеплением атомарного хлора с последующим образованием хлористого водорода, вызывающего интенсивную деструкцию макроцепей.

Разложение полимера сопровождается изменением его цвета от «слоновой кости» до вишнево-коричневого. Для предотвращения этого явления в ПВХ вводят комплекс стабилизаторов, из которых наиболее известны соединения свинца (оксиды, фосфиды, карбонаты), соли жирных кислот, меламин, производные мочевины.

В то же время большое содержание хлора делает ПВХ самозатухающим. ПВХ выпускается в виде порошков, гранул и пластизолей. В зависимости от степени пластификации ПВХ производится в виде винипласта и пластиката.

Винипласт — жесткий, практически не пластифицированный ПВХ, содержащий стабилизаторы и смазывающие добавки. При правильном подборе комплексов стабилизаторов температура деструкции поднимается до 180 - 220 °С, что допускает его переработку из расплава. Винипласт обладает высокими физическими свойствами (табл. 1.2), что делает его конструкционным материалом, широко применяемым в машиностроении и в строительстве (трубы, погонаж, фитинги, стеклопакеты и др.).

Таблица Физические свойства винипласта и пластиката

Винипласт имеет хорошую светостойкость, сваривается и склеивается. Нетоксичность ПВХ до 80 °С позволяет применять его в пищевой промышленности и медицине.

Пластикат представляет собой ПВХ, содержащий до 50 % пластификатора (фталаты, себацинаты, трикрезилфосфат и другие), что существенно облегчает его переработку в изделия и расширяет диапазон практического использования (пленки, шланги, искусственная кожа, линолеум, клеенки и др.).

Способы получения ПВХ

В качестве сырья для ПВХ используют хлор - 57% и нефть - 43%. Таким образом, ПВХ меньше, чем другие базовые полимеры зависит от нефтяного сырья. Это играет очень важную роль в его ценообразовании. В процессе полимеризации молекулы мономера винилхлорида объединяются в длинные цепочки ПВХ. Получающийся ПВХ-гранулят тоже является, по сути, сырьем - к нему добавляют различные вещества для придания материалу самых разнообразных свойств.

Вначале винилхлорид получали из ацетилена, который в свою очередь получали из карбида кальция, метана и других углеводородов термоокислмтельным пиролизом или электрокрекингом. Мощность установок колебалась от 10 до 100 тыс. тонн в год. С развитием нефтехимии винилхлорид стали синтезировать из более дешевого этилена хлорированием с получением дихлорэтана и последующим пиролизом последнего, либо оксихлорированием, т.е. реакцией с соляной кислотой и кислородом. Экономика процесса существенно улучшается, если удается задействовать соляную кислоту, образующуюся в качестве побочного продукта получения изоцианатов: ТДИ и МДИ/ПИЦ.

Этиленовый способ не только эффективнее, но и существенно чище, поэтому в развитых странах установок, работающих по ацетиленовой технологии, не осталось. Маломощные ацетиленовые рудименты во множестве (около 70) сохраняются в Китае, а также в России (новомосковский «Азот», волгоградский «Химпром», «Усольехимпром» и дзержинский «Капролактам»). На волгоградском ОАО «Пласткард» применяется технологическая схема, позволяющая синтезировать крекингом пропан-бутановой смеси этилен и ацетилен без их предварительного выделения. Процесс получения винилхлорида из этилена реализован в Саянске по лицензии фирмы BF Go-odrich (США) и Стерлитамаке по российской технологии.

Как известно, хлор получают электролизом (главным образом, ртутным, гораздо реже диафрагменным, около 20% - мембранным, который уже в обозримом будущем вытеснит остальные методы) водного раствора каменной соли, запасы которой в природе практически неисчерпаемы.

В новых производствах, как правило, используют реакторы - полимеризаторы с объемом более 100 м 3 , хотя на заводах фирм Shin-Etsu, Formosa, Oxyvinyls, да и в том же Саянске установлены автоклавы гораздо больших объемов. Оптимальная мощность производства определяется рядом факторов: размером и структурой рынка, степенью интеграции цепочки хлор - каустик - дихлорэтан - винилхлорид - ПВХ, региональными традициями.

Поливинилхлорид производится в мире по трем видам технологии полимеризации: суспензионная (более 80% всего ПВХ), эмульсионная и блочная. Технология полимеризации в блоке развивается только одной французской фирмой Peshine Sant Gobain, которая и продает процесс по всему миру. В последние десятилетия интерес инвесторов к этому процессу упал несмотря на низкую себестоимость продукта, поскольку полимер имеет относительно узкое применение и сложно освободить его от остаточного винилхлорида. Эмульсионный ПВХ производится во всех регионах мира (в Европе распространен больше, чем в США и Японии). Полимер используется в основном в производстве мягких изделий, перерабатываемых через пасты.

Суспензионный полимер представлен практически во всех развитых и развивающихся странах. В Соединенных Штатах Америки доля суспензионного полимера составляет около 90 процентов всего ПВХ, в Японии еще выше — около 95 процентов. Полимер имеет широчайшее использование, перерабатывается практически всеми известными методами (экструзия, каландрирование, литье, экструзия с раздувом и соэкструзия и др.).

Поскольку суспензионный метод полимеризации является превалирующим в мире и задает общий тон развития ПВХ, остановимся более подробно на современных тенденциях этого процесса. Процесс получения суспензионного ПВХ состоит в следующем: в реактор-полимеризатор загружают воду, винилхлорид, инициаторы, стабилизаторы эмульсии, антиоксиданты, регуляторы рН и другие необходимые компоненты, проводят полимеризацию с получением суспензии полимера в воде, суспензию дегазируют, фильтруют, полимер высушивают и упаковывают для отправки потребителю. Полимеризация проводится периодическим способом, остальные стадии - непрерывно. Все попытки осуществить суспензионнуто полимеризацию непрерывным способом, что позволило бы примерно в 2 раза интенсифицировать стадию полимеризации, пока не привели к практической реализации процесса в промышленном масштабе из-за сложностей с коркообразованием в реакторах и неоднородностью качества получаемого полимера.

С открытием канцерогенности винилхлорида резко возросли поисковые исследования и инженерные разработки, которые привели к коренным изменениям в технологии суспензионного ПВХ для снижения выбросов мономера в окружающую среду. В результате к 80-м годам сложилась достаточно четкая технологическая схема получения суспензионного ПВХ, включающая на всех установках однотипные стадии и их аппаратурное оформление:

Реактор-полимеризатор «закрытого» типа объемом 70-200 м 3 из плакированной стали, оборудованный обратным конденсатором и очистным устройством с водой среднего и (или) высокого давления;

Емкостной дегазатор (один, два или три, работающие последовательно) и отпарная колонна дегазации суспензии с тарелками ситчатого типа;

Центрифуга отстойного типа (предпочтительно с отношением длины ротора к его диаметру ~3);

Двухкамерная сушилка «кипящего» слоя;

Винтовой компрессор рекуперации незаполимеризовавшегося винилхлорида;

Система управления технологическим процессом от компьютера, которая в 90-е годы стала базироваться на локальной микропроцессорной технике.

В последнее двадцатилетие ведущие западные разработчики технологии ПВХ и компонентов для его производства провели широкие исследовательские и поисковые работы, направленные на интенсификацию полимеризационного процесса и снижение материальных и энергетических затрат, что позволило значительно удешевить создание новых установок. Все эти достижения были реализованы в значительной степени за счет применения новых компонентов рецептурного формата технологии, включающего следующие агенты:

Эмульгирующая система на основе первичного и вторичного поливиниловых спиртов и (часто) эфиров целлюлозы, позволяющая осуществлять полимеризационный процесс по так называемому «горячему» методу загрузки реактора;

Инициирующая система на основе пероксидикарбонатов и несимметричных пе-роксиэфиров, обеспечивающая равномерное тепловыделение в реакторе и возможность максимального использования поверхности теплосъема реактора;

Антикоркообразователь в реакторе, позволяющий проводить до 500 операций полимеризации без вскрытия реактора для чистки внутренней поверхности от наростов полимера;

Антивспениватель в реакторе, обеспечивающий предотвращение образования «сухой» пены в реакторе и тем самым коркообразование на верхней сфере реактора и в обратном конденсаторе;

Ингибитор полимеризации и стоппер аварийных ситуаций;

Пеногаситель на дегазации;

Ингибитор на стадии рекуперации мономера.

Области применения С-ПВХ

Марочный ассортимент ПВХ сложился к 90-м годам и с тех пор не претерпел существенных изменений. В ассортименте присутствуют и крупнотоннажные марки ПВХ, предлагаемые на рынке практически всеми производителями, и специальные малотоннажные марки, производимые лишь отдельными фирмами в основном в развитых западных странах. Из новых марок, которые появились в последние двадцать лет, можно отметить марки суспензионного и эмульсионного ударопрочного ПВХ - привитого сополимера на анриловый эластомер, используемые в производстве оконных и других строительных профилей. Наметилась тенденция по снижению молекулярной массы ПВХ при производстве экструзионных и каландровых материалов, что позволяет повысить производительность и снизить энергозатраты при переработке ПВХ. В соответствии с потребностями на рынке появились марки ПВХ, отличающиеся от прежних пониженным на 1-2 единицы значением константы Фикентчера (Кф), являющейся характеристикой молекулярной массы ПВХ.

В марке ПВХ цифрами показывается значение константы Фикентчера, группу насыпной плотности и, если это необходимо, остаток на сите № 0063. Буквы после цифры указывают на рекомендуемую область применения (М - в мягкие изделия, Ж - в жесткие, С - средневязкие пасты). Например, ПВХ-6358 Ж означает: С - суспензионный, значение константы Фикентчера-3, группа насыпной плотности 5, то есть 0,45-0,60 г/см3, остаток на сите 8 %, рекомендуется для производства жестких изделий.

Сегодня в мире более 70% смол ПВХ производится методом суспензионной полимеризации. Таким способом получают ПВХ в виде порошка со средним диаметром частиц 100-200 мкм. Контролируя кинетику реакции с помощью специально подобранных инициаторов (желательно иметь возможность делать это на протяжении всего цикла), получают полимер определенной средней молекулярной массы, характеризующейся константой Фикентчера (числом К).

Таблица. Области применения С-ПВХ

Экструзия
Конструкционный профиль	Оконный профиль, дверной профиль
Строительно-отделочный профиль	Подоконники, стеновые панели, сайдинг, настенные кабельные короба, напольный плинтус, системы оконных откосов, строительные уголки, раскладки, откосы, уплотнители, накладки на ступени и перила, мебельный оконтовочный профиль, фурнитура для профильных изделий и т.д.
	Для изоляции экокропроводки, для канализации, для холодного водоснабжения, для дренажа
	Строительство, изготовление сендвич-панелей, промышленное формование, наружная реклама, изготовление пластиковых карт, фотография и электроника.
Кабельные и обувные пластикаты	Электроизоляция кабелей, подошвы для обуви
Каландрирование и экструзия
	Технические пластифицированные пленки, пленка для ламинации изображений, декоративные пленки для облицовки поверхностей, самоклеящиеся пленки, термоусадочные пленки, стретч пленки, пленки с твист-эффектом, пленки, используемые для упаковки текстильных, кожгалантерейных изделий и канцелярии (100-200 мкм), жесткие пленки, используемые для термо- и ваккумоформования (200-1000 мкм)
Литье под давлением
Фурнитура	Мебельная фурнитура, фурнитура для профильно-погонажных изделий