Поливинилхлорид (ПВХ) [-СН 2 -СНСl-] n – это высокомолекулярный хлорсодержащий , элементарные звенья в макромолекуле которого в основном соединены по типу «голова к хвосту».
Поливинилхлорид является с температурой стеклования 70-80 °С и температурой вязкого течения 150-200 °С в зависимости от . Степень полимеризации ПВХ промышленных марок колеблется от 400 до 1500 .
Свойства и назначение поливинилхлорида в значительной мере определяются способом его получения. Свойства ПВХ также можно изменять путем химической модификации. Доступность исходного сырья (), относительно несложные методы получения, ценные технические свойства обусловили быстрый рост и большие масштабы его производства.
Пластические массы на основе поливинилхлорида нашли широкое применение в электротехнической и химической промышленности, в строительстве, а также в других областях техники и в быту.
Краткий исторический очерк
В 1835 г. Реньо обнаружил способность газообразного винилхлорида под действием света превращаться в порошок. В 1872 г. полимеризация винилхлорида была исследована Бауманом. А через 40 лет Остромысленский и Клатте предложили использовать фотополимеризацию как промышленный метод получения поливинилхлорида. Позднее были разработаны способы полимеризации винилхлорида под влиянием инициаторов, распадающихся при нагревании на свободные радикалы. Промышленный синтез поливинилхлорида в водной эмульсии был впервые осуществлен в 1930 г. Следующим важным шагом явилась разработка и осуществление в промышленности суспензионной полимеризации винилхлорида. Сравнительно недавно был освоен промышленный метод полимеризации винилхлорида в массе.
Полимеризация винилхлорида
Поливинилхлорид (ПВХ) получают радикальной полимеризацией винилхлорида:
- в растворе.
В промышленности наибольшее распространение получил суспензионный метод . Инициирование процесса осуществляется свободными радикалами, образующимися при гомолитическом распаде пероксидов или азосоединений. Первичный радикал присоединяется главным образом к метиленовой группе винилхлорида:
В связи со склонностью поливинилхлорида к дегидрохлорированию при температурах выше 75 °С возможна передача цепи на полимер за счет отрыва аллильного хлора от атома углерода, который находится рядом с двойной связью, образовавшейся вследствие частичного дегидрохлорирования полимера :
В результате этой реакции возникают малоактивные аллильные радикалы, вызывающие замедление полимеризации. Для предотвращения дегидрохлорирования и получения ПВХ с теоретическим содержанием хлора желательно вести процесс полимеризации при температурах не выше 70-75 °С .
Радикалы винилхлорида вследствие их высокой активности легко вступают во взаимодействие с различными примесями, содержащимися в даже в незначительных количествах.
Некоторые из примесей, например ацетилен , реагируют как агенты передачи цепи и могут вызывать образование малоактивных радикалов, замедляя полимеризацию. В присутствии других примесей происходит обрыв цепи.
Реакция передачи цепи часто используется для регулирования молекулярной массы полимера. При этом в полимеризационную среду вводят вещества, способные участвовать в передаче цепи, - регуляторы . Регуляторы выбирают так, чтобы образующиеся в результате передачи цепи радикалы были достаточно активными, в противномслучае используемые регуляторы замедляют или даже ингибируют полимеризацию.
Во всех случаях получения поливинилхлорида кислород оказывает отрицательное влияние на ход полимеризации и свойства полимера. Наличие кислорода в системе обусловливает индукционный период процесса полимеризации, уменьшение скорости полимеризации, понижение средней молекулярной массы ПВХ , появление разветвленности, уменьшение термической стабильности ПВХ , ухудшение его совместимости с пластификаторами.
Поэтому содержание кислорода выше 0,0005-0,001% (по отношению к винилхлориду) нежелательно.
При полимеризации винилхлорида выделяется большое количество тепла 1466 кДж/кг , что существенно влияет на технологию получения полимера.
При полимеризации винилхлорида в массе полимер выпадает в осадок в виде твердой фазы вследствие нерастворимости ПВХ в мономере. При этом сначала происходит увеличение скорости реакции от начала процесса до высоких степеней конверсии мономера, а затем ее медленное уменьшение.
Возрастание скорости полимеризации обусловлено образованием твердой фазы. В результате передачи цепи на полимер на выпавших из жидкой фазы макромолекулах образуются активные центры, способные продолжать полимеризацию. Вследствие малой подвижности закрепленных на поверхности полимера растущих цепей скорость обрыва цепи уменьшается, тогда как скорость роста остается высокой из-за большой подвижности молекул мономера. Поэтому с появлением твердой фазы скорость полимеризации возрастает.
На возрастание скорости полимеризации винилхлорида влияет также способность полимера набухать в мономере. Полимеризация протекает в набухших частицах полимера, в которых скорость передвижения макрорадикалов, вероятность их столкновения и бимолекулярного обрыва цепи мала. Подвижность молекул мономера в набухших частицах и скорость роста полимерных цепей остается большой.
Описанное выше явление автокатализа при полимеризации винилхлорида в гетерогенных условиях часто называют гель-эффектом. Однако это явление при полимеризации винилхлорида не аналогично типичному гель-эффекту, наблюдаемому в тех случаях, когда образующийся полимер растворим в собственном мономере.
Свойства поливинилхлорида
Поливинилхлорид представляет собой белый порошок плотностью 1350-1460 кг/м 3
. Молекулярная масса продукта промышленных марок 30000-150000
. Степень кристалличности достигает 10%.
Поливинилхлорид характеризуется значительной полидисперсностью, возрастающей с увеличением степени превращения.
Среднечисловую молекулярную массу ‾М n
(близкую по значению к среднемассовой ¯M w
) можно рассчитать по значению характеристической вязкости [η]
:
На практике молекулярную массу поливинилхлорида характеризуют константой Фикентчера (К ф ) : K ф =1000k
Коэффициент k
определяется по уравнению:
где η отн - относительная вязкость раствора поливинилхлорида в циклогексаноне (обычно 0,5 или 1 г полимера на 100 см 3 растворителя) .
Ниже приводится константа Фикентчера К ф , характеризующая среднюю молекулярную массу поливинилхлорида, полученного различными способами:
Приведенная вязкость (η пр ), константа Фикентчера (К ф ) и среднечисловая молекулярная масса (¯М n) поливинилхлорида связаны следующим образом:
| η пр | 1,80 | 1,98 | 2,20 | 2,44 | 2,70 |
| К ф | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 |
| М n | 50 000 | 65 000 | 80 000 | 90000 | 100 000 |
Благодаря высокому содержанию хлора (около 56%) поливинилхлорид не воспламеняется и практически . При 130-150 °С начинается медленное, а при 170 °С более быстрое разложение поливинилхлорида, сопровождающееся выделением хлористого водорода.
Поливинилхлорид нерастворим в мономере (винилхлориде), в воде, спирте, бензине и многих других растворителях. При нагревании он растворяется в тетрагидрофуране , хлорированных углеводородах, ацетоне и др.
Поливинилхлорид обладает хорошими электроизоляционными и теплоизоляционными свойствами, а также высокой стойкостью к действию сильных и слабых кислот и щелочей, смазочных масел и др.
Под действием энергетических и механических воздействий в поливинилхлориде протекают реакции дегидрохлорирования, окисления, деструкции, структурирования, ароматизации и графитизации. Основная реакция, ответственная за потерю полимером эксплуатационных свойств, - выделение НСl .
Для предотвращения разложения в поливинилхлорид вводят стабилизаторы. В качестве антиоксидантов применяют производные фенолов и производные карбамида.
При термической пластификации при 160 °С поливинилхлорид превращается в застывший блок, жесткий и прочный при комнатной температуре.
Поливинилхлорид хорошо совмещается с пластификаторами.
Поливинилхлорид широко используется в технике как антикоррозионный материал. Благодаря хорошим электроизоляционным свойствам он применяется для кабельной изоляции и для других целей.
Международное обозначение пластмасс.
1. PET (PETE).
ПЭТФ (полиэтилентерефталат, более известный как ПЭТ или лавсан) представляет собой сложный термопластичный полиэфир терефталевой кислоты и этиленгликоля. По физическим свойствам это твёрдое вещество белого цвета без запаха. Полиэтилентерефталат прочный, жёсткий и лёгкий материал.
Имеет физиологическую инертность, что позволяет использовать в качестве упаковки пищевых продуктов и фармакологических препаратов.
Высокая сопротивляемостью окрашиванию; устойчивость к воздействию моющих средств; устойчивость к воздействию кислот, легкая склеиваемость поверхностей. Пластик не ядовит.
2. HDPE- полиэтилен высокой плотности низкого давления (ПНД).
Полиэтилен высокой плотности (НDPE) – ПЭ с линейной макромолекулой и относительно высокой плотностью (0,960 г/см³). Это полиэтилен, называемый также полиэтиленом низкого давления (ПЭНД), его получают полимеризацией со специальными катализаторными системами.
Линейные полиэтилены образуют области кристалличности, которые сильно влияют на физические свойства образцов. Этот тип полиэтилена обычно называют полиэтиленом высокой плотности; он представляет собой очень твердый, прочный и жесткий термопласт, широко применяемый для литьевого и выдувного формования емкостей, используемых в домашнем хозяйстве и промышленности. Полиэтилен высокой плотности прочнее полиэтилена низкой плотности.
3. PVC- поливинилхлорид (ПВХ).
ПВХ получают блочной (ПВХ-М), суспензионной (ПВХ-С) и эмульсионной (ПВХ-Е) полимеризацией. Его химическая формула: [-СН2-СНС1-]n.
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.
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.
4. LDPE - полиэтилен низкой плотности высокого давления (ПВД).
Полиэтилен высокого давления (расшифровка ПВД или ПЭВД — аббревиатуры) – это термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 1800), давления до 3000 атмосфер в среде кислорода.
ПВД- легкий, прочный, эластичный материал, применим во многих областях жизнедеятельности человечества.
Второе название пластика- полиэтилен низкой плотности (ПНП или ПЭНП), вследствие слабых внутримолекулярных связей и более низкую плотность, чем полимеры других видов. Обозначают как LDPE– английский вариант ПЭНП.
5. PP — полипропилен (ПП).
Международное обозначение пластика- РР.
Получают ПП полимеризацией пропилена в растворителе (бензине, гектане, пропане) при давлении 1-4 МПа (в зависимости от применяемого растворителя). Реакция идёт при 70°С в присутствии каталитического комплекса AiRg + T1CI3.
Степень кристалличности полипропилена зависит от размера частиц катализатора.
6. PS — полистирол (ПС).
(ПС, бакелит, вестирон, стирон, фостарен, эдистер и др.), термопластичный полимер линейного строения. Аморфный бесцветный прозрачный хрупкий продукт.
Для полистирола характерны легкость переработки, хорошая окрашиваемость в массе и очень хорошие диэлектрические свойства.
Полистирол легко растворим в собственном мономере, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах, ацетоне, не растворимых в низших спиртах, алифатических углеводородах, фенолах, простых эфирах.
Обладает низким влагопоглощением, устойчив к радиоактивному облучению, в кислотах и щелочах, однако разрушается концентрированной азотной и ледяной уксусной кислотами. Легко склеивается. На воздухе при УФ облучении полистирол подвергается старению с появлением желтизны и микротрещин, происходит помутнение, увеличивается хрупкость. Термодеструкция начинается при 200 °С и сопровождается выделением мономера. Полистирол не токсичен.
Его недостатки — хрупкость и низкая теплостойкость; сопротивление ударным нагрузкам невелико. При температурах выше 60 °С снижается формоустойчивость.
7. OTHER или О — прочие. К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы.
ПВХ можно отличить по признакам:
— при сгибании на линии сгиба появляется белая полоса;
— бутылки из ПВХ бывают синего или голубого цвета;
— шов на дне бутылки имеет два симметричных наплыва.
Определение вида пластика по горению:
| Вид полимера | Характеристики горения | Химическая стойкость | |||
| Горючесть | Окраска пламени | Запах продуктов горения | К кислотам | К щелочам | |
| ПВД | Внутри синеватая, без копоти | Горящего парафина | Отличная | Хорошая | |
| ПНД | Горит в пламени и при удалении | Внутри синеватая, без копоти | Горящего парафина | Отличная | Хорошая |
| ПП | Горит в пламени и при удалении | Внутри синеватая, без копоти | Горящего парафина | Отличная | Хорошая |
| ПВХ | Зеленоватая с копотью | Хлористого водорода | Хорошая | Хорошая | |
| ПС | Загорается и горит вне пламени | Желтоватая с сильной копотью | Сладковатый, неприятный | Отличная | Хорошая |
| ПА | Горит и самозатухает | Голубая, желтоватая по краям | Жженого рога или пера | Плохая | Хорошая |
| ПК | Трудно воспламеняется и гаснет | Желтоватая с копотью | Жженой бумаги | Хорошая | Плохая |
| Вид полимера | Механические признаки | Состояние поверхности на ощупь | Цвет | Прозрачность | Блеск | ||||
| ПВД | Мягкая, эластичная, стойкая к раздиру | Маслянистая, гладкая | Бесцветная | Прозрачная | Матовая | ||||
| ПНД | Слегка маслянистая, гладкая, слабо шуршащая | Бесцветная | Полупрозрачная | Матовая | |||||
| ПП | Жестковатая, слегка эластичная, стойкая к раздиру | Сухая, гладкая | Бесцветная | Прозрачная или полупрозрачная | Средний | ||||
| ПВХ | Жестковатая, стойкая к раздиру | Сухая, гладкая | Бесцветная | Прозрачная | Средний | ||||
| ПС | Жесткая, стойкая к раздиру | Бесцветная | Прозрачная | Высокий | |||||
| ПА | Сухая, гладкая | Бесцветная или светло-желтая | Полупрозрачная | Слабый | |||||
| ПК | Жесткая, слабо стойкая к раздиру | Сухая, гладкая, сильно шуршащая | Бесцветная, с желтоватым или голубоватым оттенком | Высоко-прозрачная | Высокий | ||||
Физико-механические характеристики полимера:
| Вид полимера | Физико-механические характеристики при 20°C | ||||||
| Плотность, кг/м 3 | Прочность при разрыве, МПа | Относит-ое удлинение при разрыве,% | Прониц-мость по водяным парам, г/м 2 за 24 часа | Прониц-мость по кислороду, см 3 /(м 2 хатм) за 24 часа | Прониц-мость по CO 2 , см 3 /(м 2 хатм) за 24 часа | Температура плавления, °C | |
| ПВД | 910-930 | 10-16 | 150-600 | 15-20 | 6500-8500 | 30000-40000 | 102-105 |
| ПНД | 940-960 | 20-32 | 400-800 | 4-6 | 1600-2000 | 8000-10000 | 125-138 |
| ПП | 900-920 | 30-35 | 200-800 | 10-20 | 300-400 | 9000-11000 | 165-170 |
| ПВХ | 1370-1420 | 47-53 | 30-100 | 30-40 | 150-350 | 450-1000 | 150-200 |
| ПС | 1050-1100 | 60-70 | 18-22 | 50-150 | 4500-6000 | 12000-14000 | 170-180 |
| ПА | 1100-1150 | 50-70 | 200-300 | 40-80 | 400-600 | 1600-2000 | 220-230 |
| ПК | 1200 | 62-74 | 20-80 | 70-100 | 4000-5000 | 25000-30000 | 225-245 |
Отличительные признаки пластиков при горении:
ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности).
Горит синеватым, светящимся пламенем с оплавлением и горящими потеками полимера. При горении становится прозрачным, это свойство сохраняется длительное время после гашения пламени. Горит без копоти. Горящие капли, при падении с достаточной высоты (около полутора метров), издают характерный звук. При остывании, капли полимера похожи на застывший парафин, очень мягкие, при растирании
между пальцами- жирны на ощупь. Дым потухшего полиэтилена имеет запах парафина. Плотность ПЭВД: 0,91-0,92 г/см. куб.
ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности).
Более жесткий и плотный чем ПЭВД, хрупок.
Проба на горение – аналогична ПЭВД. Плотность: 0,94-0,95 г/см. куб.
Полипропилен.
При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению ПЭВД, но
запах более острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде — прозрачен, при остывании
— мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жестче, чем у
ПЭВД, твердым предметом давятся с хрустом. Дым с острым запахом жженой резины, сургуча.
Полиэтилентерафталат (ПЭТ).
Прочный, жёсткий и лёгкий материал. Плотность ПЭТФ составляет 1, 36 г/см.куб. Обладает хорошей термостойкостью (сопротивление термодеструкции) в диапазоне температур от — 40° до + 200°. ПЭТФ устойчив к действию разбавленных кислот, масел, спиртов, минеральных солей и большинству органических соединений, за исключением сильных щелочей и некоторых растворителей. При горении сильно коптящее пламя. При удалении из пламени гаснет.
Полистирол.
При сгибании полоски полистирола, легко гнется, потом резко ломается с характерным треском. На изломе наблюдается мелкозернистая структура.Горит ярким, сильно коптящим пламенем (хлопья копоти тонкими паутинками взмывают вверх!). Запах сладковатый, цветочный. Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (стирол, ацетон, бензол).
Поливинилхлорид (ПВХ).
Структура эластичная. С трудом загорается, а при удалении из пламени гаснет. При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение.
Очень резкий, острый запах дыма. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество (легко растирается между пальцами в
сажу). Растворим в четыреххлористом углероде, дихлорэтане. Плотность: 1,38-1,45 г/см. куб.
Сдача пластика на переработку – утилизация его без вреда для экологии: из 1 кг переработанного сырья получают 0,8 кг готового к дальнейшему использованию вторичного пластика.
По материалам сайта pererabotkatbo.ru
Отнести такое химическое вещество, как поливинилхлорид в категорию сможет любой, кто изучал химию. Несколько сложнее будет сразу назвать присущие этому химическому соединению свойства. Но основные качества поливинилхлорида не будут существенно отличаться от аналогичных, которые присущи большинству полимеров.
Химическая природа вещества
Очень часто сокращенное обозначение описываемого полимера , хотя так же в обиходе присутствуют и такие характерные названия, как винил, полихлорвинил . Уже эти сокращения отражают ту химическую формулу, которая и образует этот материал. На практике, в то же время, используют и некоторые другие обозначения – виннол, вестолит, сумилит и другие. Так что же на самом деле можно ответить по поводу вопроса – поливинилхлорид, что это такое?
Химическая формула вещества выглядит как «-CH2-CHCl-».
Исходя из химической формулы, при температуре 110-120 °С из вещества активно выделяется хлористый водород (HCl). При этом, как такового горения не наблюдается. Изменение формы и структуры вещества можно назвать скорее разложением. Характерно, что при утилизации под действием высокой температуры, поливинилхлорид образует канцерогены (фосген, диоксины), которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду.
Среди основных химических свойств поливинилхлорида можно выделить такие характерные показатели:
- химическая нейтральность к взаимодействию: вода, спирты, органические углеводороды;
- устойчивость к химическим соединениям: кислоты, щёлочи, растворы солей;
- проводимость электрического тока – диэлектрик.
По отношению к температурным колебаниям, можно отметить относительно высокую стойкость к высоким температурам – до 65 °С, но при отрицательных температурах материалы, изготовленные из ПВХ, приобретают некоторую хрупкость.
Основные физические показатели настоящего полимера имеют различные значения, в зависимости от способа получения и сферы применения конечного продукта.
Можно сравнить некоторые свойства на примере жесткой и пластичной разновидности материала, которые применяют в различных условиях:
- плотность, г/см3 – 1,35-1,43 для винилпласта и 1,18-1,30 – для пластиката;
- модуль упругости при растяжении, МПа – 2600-4000 и 7-8 соответственно;
- относительное удлинение, % – 5-44;
- прочность при растяжении (сжатии), МПа – 40-70 (60-160) для винилпласта, 10-25 (6-10) – для пластиката.
Как видно из приведенных сведений, область применения поливинилхлорида может быть самая широкая, поскольку материалу можно придать свойства, необходимые для производителя.
Разновидности материала
Среди основных разновидностей поливинилхлорида можно назвать такие известные марки:
Для группы винилпластов
Эта группа полимера в своём составе использует сразу несколько компонентов, которые оказывают необходимое влияние на конечные свойства:
- парафины и воски увеличивают текучесть материала;
- эластомеры повышают ударную вязкость;
- термостабилизаторы, цветостабилизаторы повышают сопротивление действию высоких температур и .
Названные свойства позволяют изготавливать тару для пищевых и промышленных продуктов , трубы, строительные материалы. Эти материалы могут приобретать как конечную объёмную форму, так и легко подвергаться любой обработке – от механического воздействия до склеивания или литья.
Для группы пластикатов
В состав материала вводятся пластификаторы, которые придают поливинилхлориду необходимую пластичность, возможность удлиняться. Эти свойства активно используются при изготовлении изоляции проводов и кабелей, полимерных плёнок.
Особенности применения на практике
Развитие техники и технологий позволили под другим углом взглянуть на описываемый полимер, и ответить на вопрос поливинилхлорид, что это такое. Несмотря на ощутимое преимущество некоторых полимеров перед поливинилхлоридом, этот материал находит в последнее время всё новое применение.
Винипласт, наряду с использованием в качестве материала для хранения пищевых материалов, активно используется в строительстве.
Наиболее распространённым примером применения является изготовление оконных рам и дверей, известных под общим названием – ПВХ. Также широко используется поливинилхлорид в качестве исходного материала для изготовления водопроводных, вентиляционных труб, облицовочного материала.
Пластикаты имеют ещё более разветвлённую структуру изделий благодаря отличным физико-химическим свойствам. Так, при изготовлении сложных технических изделий этот материал удачно применяется в качестве уплотнителя.
В последнее время всё активнее эта разновидность полимера используется в качестве недорогого заменителя кожи. Так называемая искусственная кожа обладает не только необходимой прочностью, но и является достаточно гладким и блестящим материалом. В тоже время необходимая пластичность используется при производстве линолиумов, шлангов.
Широко применение пластичного поливинилхлорида в медицине. Из этого материала изготавливают трубки, используемые при переливании крови, изготовлении некоторых систем и инструментов.
В качестве заключения
Наибольшую известность поливинихлориду принесли носители звука – грампластинки. Однако с тех пор разработано и внедрено множество самых различных материалов. Свойства поливинилхлорида позволяют наделять его необходимыми свойствами . К примеру, дополнительное хлорирование позволяют поднять температуру воспламенения до 482 °С, а значит сфера использования материала может ещё больше быть расширена.
Подтверждением этого явления можно назвать применение поливинилхлорида в качестве донора хлора. Это явление широко используется в пиротехнике.
В этой предлагаем познакомится с одним из самых распространенных полимеров – поликарбонатом.
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.
Поливинилхлорид
| Поливинилхлорид | |
 |
|
 |
|
| Общие | |
|---|---|
| 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
