Полівінілхлорид (ПВХ) основні властивості, область застосування
Полівінілхлорид (ПВХ) відноситься до термопластичних синтетичних матеріалів. Залежно від умов полімеризації утворюються продукти різного ступеня полімеризації з різними фізико-хімічними властивостями.
Матеріали на основі ПВХ виробляються двох видів:
- із застосуванням пластифікатора (пластифікований ПВХ);
- без застосування пластифікатора (НЕ пластифікований ПВХ).
Інші позначення:
FPVC, PVC-F, PVC-P (пластифікований);
RPVC, PVC-R, PVC-U (непластифікований).
За зовнішнім виглядом товарний ПВХ являє собою порошок білого кольору, без смаку і запаху. ПВХ досить міцний, має гарні діелектричні властивості. Хімічна формула ПВХ (-СН2-CHCl-) n. де n - ступінь полімеризації.
ПВХ не розчинний у воді, стійкий до дії кислот, лугів, спиртів, мінеральних масел, набухає і розчиняється в ефірах, кетонах, хлорованих і ароматичних вуглеводнях. ПВХ поєднується з багатьма пластифікаторами (наприклад фталатами, себацінатамі, фосфатами), стійкий до окислення і практично не горючий. Полівінілхлорид має невисоку теплостійкість, при нагріванні вище 100 ºС помітно розкладається з виділенням HCL. Для підвищення теплостійкості і поліпшення розчинності ПВХ піддають хлоруванню.
Таблиця №1: Основні фізико-хімічні властивості ПВХ
ПВХ аморфний матеріал, властивості якого сильно залежать від методу отримання. ПВХ отримують суспензійним (suspension), емульсійних (emulsion) методами, полімеризацією в масі - блоковим методом (mass, bulk).
Суспензійний ПВХ або ПВХ С (PVC-S) має порівняно вузьке молекулярно-масовий розподіл, малу ступінь розгалуженості, більш високу ступінь чистоти, низьке водопоглинання, хороші діелектричні властивості, кращу термостійкість і світлостійкість.
Максимальна температура тривалої експлуатації: 60 оС. FPVC (пластифікований) витримує охолодження до -60 -3 ° С, RPVC - до -15 ° С. Температура склування: 70 - 105 оС. Має широкий розкид механічних характеристик. FPVC - еластичний матеріал. RPVC має високу міцність і жорсткість.
Матеріал на основі суспензійного ПВХ має хороші діелектричні характеристики (але гірше, ніж у PE, PP, PS).
RPVC (непластифікований) має високу хімічну стійкість, стійкий до дії бензину, масел, розбавлених кислот і лугів. Розчиняється в при нагріванні в діхлоретане, хлорбензолі, тетрагідрофурані. FPVC відрізняється меншою хімічною стійкістю.
Вперше ПВХ був отриманий в 1972 році Бауманом при дії сонячного світла на вінілхлорид. Промисловий синтез ПВХ був здійснений в 1930 році в Німеччині.
Полівінілхлорид або ПВХ - сучасний синтетичний полімер, що відноситься до числа так званих базових полімерів. В якості сировини для ПВХ використовують хлор - 57% і нафту - 43%. Таким чином ПВХ менше, ніж інші базові полімери залежить від нафтової сировини. Це відіграє дуже важливу роль в його ціноутворенні.
Основною сировиною для виробництва ПВХ служать хлор, одержуваний шляхом електролізу розчину кухонної солі, і етилен. Процес виробництва ПВХ можна коротко описати таким чином: в процесі електролізу кухонна сіль, розчинена у воді, під впливом електричного заряду розкладається на хлор, каустичну соду і водень. Окремо, з нафти або газу за допомогою процесу, званого крекингом, виробляють етилен. Наступним етапом є з'єднання етилену і хлору. В результаті отримують дихлорид етилену, з якого потім про¬ізводят мономер вінілхлориду, який є базовим елементом у виробництві полівінілхлориду (ПВХ). В процесі полімеризації молекули мономера вінілхлориду об'єднуються в довгі ланцюжки ПВХ. Добутий ПВХ-гранулят теж є, по суті, сировиною - до нього додають різні речовини для додання матеріалу найрізноманітніших властивостей. Саме це позво¬ляет знаходити застосування для ПВХ майже в кожній сфері нашого повсякденного життя.
ПВХ був одним з перших полімерів, що набули широкого комерційне поширення, і на сьогодні він є одним і найпопулярніших. Сьогодні ПВХ займає друге місце після поліетилену по споживанню серед синтетичних полімерів. ПВХ є хорошим прикладом фантастичною універсальності полімерів. З ПВХ виробляють буквально все - від медичних ємностей для крові до дитячих іграшок, ізоляційних матеріалів і віконних профілів.
У промисловості полімеризація ПВХ виробляється суспензійним, блоковим (полімеризація в масі) і емульсійних методами.
Суспензійний ПВХ переробляється у вироби вальцюванням (каландруванням), екструзією, литтям під тиском і пресуванням ПВХ, отриманий в масі або суспензії, використовується для виробництва жорстких, а також напівм'яких і м'яких, так званих пластифікованих, пластичних мас.
Емульсійний ПВХ переробляється у вироби пресуванням, литтям під тиском, вальцюванням, екструзією, а також в м'які вироби через пасти (пластизоли). емульсійний полівінілхлорид
Масовий ПВХ застосовується для виготовлення різних виробів вальцюванням, екструзією і пресуванням.
Частка емульсійного ПВХ поступово зменшується, хоча він знаходить застосування для отримання пластизолів. Зростає частка суспензійного ПВХ, що застосовується для виготовлення труб, листів, плівки, бутлів, віконних рам і інших виробів. Частка суспензійного ПВХ в загальному обсязі виробництва складає 75-80%.
При всьому упередженні проти полімерів взагалі і ПВХ зокрема, цього матеріалу вдалося пройти незліченну кількість тестів, результатом яких стало прийняття ПВХ більшістю зравоохранітельних організацій світу.
Ось далеко не повний перелік виробів медичного призначення, виробленої з ПВХ: контейнери для крові та внутрішніх органів, катетери, трубки для годування, прилади для вимірювання тиску, хірургічні рукавички і маски. хірургічно шини, блістер-упаковка для таблеток і пігулок.
Основні переваги ПВХ, що дозволили цього матеріалу стати найбільш прийнятним в медицині.
Одним з основних вимог до медичної продукції є її відповідність токсикологічними стандартам. Ухвалення ПВХ до використання в медицині країнами Євросоюзу є свідченням його повної медичної безпеки. Матеріал, що використовується в медицині, повинен володіти наступним важливим властивістю прі контакті з різноманітними рідинами його композиція повинна залишатися незмінною, саме таким матеріалом є ПВХ. Коли полімерний матеріал контактує з тканиною або кров'ю пацієнта, вкрай важливий показник хімічної сумісності. ПВХ характеризується високою биосовместимостью яка постійно зростає завдяки новим розробкам в технології його виробництва. Завдяки своїм фізичним характеристикам продукти з ПВХ можуть мати високу про¬зрачностью, продукції з ПВХ може бути надана будь-яка кольорова забарвлення. Продукція з ПВХ також відрізняється високою гнучкістю і міцністю навіть при мінливих зовнішніх умовах (наприклад, температурі). ПВХ легко сумісний з практично усіма лікарськими препаратами. Він також стійкий до води і хімічних реакцій. З ПВХ легко виробляти упаковку будь-якої форми, будь то труби, гнучка або жорстка упаковка.
ПВХ - один з найдешевших матеріалів. Це також відіграє важливу роль при виборі матеріалу для застосування у виробництві медичної продукції.
ПВХ в транспорті
ПВХ широко використовується в якості матеріалу для виробництва автотранспорту. У цій області він є другим за популярністю полімером (після поліпропілену).
В автомобілебудуванні ПВХ використовується для виробництва покриттів, ущільнюючих матеріалів, кабельної ізоляції, обробки салону. приладових і дверних панелей, підлокітників і т.д.
Завдяки використанню ПВХ сучасні автомобілі більш живучі. Середній термін життя сучасного автомобіля - 17 років. Ще в 70-х роках минулого століття ця цифра не перевищувала 11 років. Збільшення терміну експлуатації автомобіля означає реальну економію природних ресурсів (якщо машини служать довше, значить виробляти їх можна менше).
Використання в автомобілебудуванні полімерів взагалі і ПВХ зокрема веде до зниження витрат палива. Так як полімери, що не поступаючись традиційним матеріалам (металу, скла) по міцності властивостями, важать менше - без шкоди для якості автомобіля знижується його вага, а, отже, і кількість палива, необхідне для роботи двигуна.
Використання ПВХ також підвищує безпеку машин. ПВХ застосовується у виробництві по¬душек безпеки, захисних панелей і ін. оберігають пасажирів від травм при аваріях. Крім того, стійкість ПВХ до дії вогню також підвищує безпеку автомобіля.
Ефективно використання ПВХ в дизайнерських цілях. Як вже зазначалося вище, одним з властивостей цього полімеру є можливість виробництва з нього продукції будь-якої форми. Це дає можливість дизайнерам покращувати інтер'єр салону автомобіля. Матеріалами з ПВХ може бути додана привабливість, недавні розробки дозволили створювати матеріали, на дотик нагадують натуральну шкіру. Використання ПВХ для обробки салону знижує шум під час руху.
Використання ПВХ призводить до значної економії коштів - ПВХ дешевше традиційних матеріалів, що не поступаючись їм в якості.
Сьогодні в Західній Європі кожен новий автомобіль містить приблизно 16 кг ПВХ. Якщо взяти орієнтовні ціни на ПВХ, проіз¬водственние витрати і ціни на автомобілі, це означає, що використання ПВХ в автомобілебудуванні Західної Європи може бути оцінений в 800 млн. Євро. на рік. Автомобільний ринок Західної Європи - приблизно 35% світового, отже в цілому по світу використання ПВХ в автобудування може бути оцінений в майже 2,5 млрд. Євро.
ПВХ в будівництві
З усіх полімерів саме ПВХ має найбільш широке застосування в будівництві. У Європі в цій галузі використовується більше 50% всього виробленого ПВХ, в США - більше 60%. І знову таки основними перевагами ПВХ є все ті ж можливості виробництва різноманітних видів продукції з різними властивостями. Головними конкурентами ПВХ є глина і дерево.
Знову ж ПВХ істотно дешевше конкуруючих матеріалів. Будівельні матеріали з ПВХ легше, ніж будматеріали з бетону, заліза і сталі. Це знову приводить нас до думки про економічну вигоду - на обробку продукції з ПВХ витрачається менше енергії, менше транспортних послуг (а, отже, і палива). Довговічність матеріалу також дозволяє економити - труби, вікна і т.д. доводитися міняти рідше. Теплоізоляційні властивості ПВХ дозволяють витрачати менше енергії на опалення приміщень.
Широко використовується ПВХ і у виробництві дитячих іграшок. Перелік (далеко неповний) іграшок, вироблених з ПВХ: ляльки, каченята для ванної, надувні пляжні іграшки, «лягушатники», м'ячі і т.д. В цілому можна сказати, що у виробництві майже всіх «м'яких» іграшок використовується ПВХ.
ПВХ в споживчих товарах
Редакція оплачує на договірній основі
технічні статті, маркетингові звіти, рецептури, огляди ринку
і іншу галузеву інформацію та права не її розміщення
Повне або часткове використання будь-яких матеріалів, розміщених на Plastinfo.ru,
в ЗМІ, друкованих виданнях, маркетингових звітах, дозволяється тільки за умови посилання
на «Plastinfo.ru» і в деяких випадках вимагає письмового дозволу ТОВ Пластінфо