Поливинилхлорид перерабатывают всеми известными методами переработки пластмасс как в жесткие (винипласт), так и в мягкие, или пластифицированные (пластикат), материалы и изделия.

4. Винипласт

Винилпласт - продукт переработки поливинилхлорида, содержащего следующие добавки: 1) главным образом термостабилизаторы - акцепторы HCl (соединения Pb, Sn, оксиды и соли щелочно-земельных металлов), а также иногда эпоксидированные масла, органические фосфиты; антиоксиданты фенольного типа; светостабилизаторы (производные бензотриазолов, кумаринов, бензофенонов, салициловой кислоты, сажа, TiO2 и др.); 2) смазки (парафины, воски и др.; вводят для улучшения текучести расплава); 3) пигменты или красители; 4) минеральные наполнители; 5) эластомер (например, сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирол или этилен-винилацетат в количестве 10-15% по массе; для повышения ударной вязкости). Композицию тщательно перемешивают в смесителях и перерабатывают в экструдерах или на вальцах. Винипласт выпускают в виде листов, плит, труб, прутков, погонажно-профильных материалов, а также гранул, из которых экструзией или литьем под давлением формуют различные изделия. Винипласт легко поддается механической обработке, сваривается и склеивается. Его используют как конструкционный коррозионностойкий материал для изготовления химической аппаратуры и коммуникаций, вентиляционных воздуховодов, труб, фиттингов, а также для покрытия полов, облицовки стен, тепло- и звукоизоляции (пенополивинилхлорид), изготовления плинтусов, оконных переплетов и других строительных деталей. Из прозрачного винипласта изготовляют объемную тару для пищ. продуктов, бутылки и др.

Основные свойства винипласта.

Плотность: 1,35-1,43 г./см3.

Прочность при растяжении: 40-70 MПа.

Прочность при сжатии: 60-160 MПа.

Прочность при статическом изгибе: 70-120 MПа.

Относительное удлинение: 5-40%.

Твердость по Бринеллю: 110-160 МПа.

Модуль упругости при растяжении: 2600-4000 МПа.

Удельная ударная вязкость для пластин толщиной 4 мм с надрезом: 7-15 кг/см · см2.

Теплопроводность: 0,16-0,19 Вт/ (м·К).

Удельная теплоемкость: 1,05-2,14 кДж/ (кг · К).

Температурный коэффициент линейного расширения: (50-80)·10-6 °C-1.

Удельное объемное электрическое сопротивление при 20 °C: 1014-1015 Ом·см.

Тангенс угла диэлектрических потерь при 50 Гц: 0,01-0,02.

Диэлектрическая проницаемость при 50 Гц: 3,1-3,5.

Электрическая прочность при 20 °C: 15-35 МВ/м.

Водопоглощение за 24 ч при 20 °C: не более 0,1%.

К числу недостатков винипластов, относятся низкая ударная прочность, небольшая морозостойкость (-10 °С) и невысокая температура эксплуатации (не выше 70-80 °С). Применяется в производстве листов, труб, профильных изделий, плит. Рецептура включает полимер, стабилизаторы, смазки, красители (пигменты), наполнители. Для повышения удароной прочности используют модификаторы ударной вязкости. Перерабатывается в широкий ассортимент изделий методами экструзии, вальцевания и каландрования, или прессованием (в виде сухих смесей) и литьем под давлением (в виде предварительно приготовленных гранул).

5. Пластикат

Пластикат-продукт переработки поливинилхлорид, содержащего помимо компонентов, используемых при получении винипласта, 30-90 массовых частей пластификатор. (например, эфиров фталевой, фосфорной, себациновой или адипиновой кислот, хлорирированных парафинов). Пластификатор существенно снижает температуру стеклования поливинилхлорида, что облегчает переработку композиции, снижает хрупкость материала и повышает его относительное удлинение. Однако одновременно снижаются прочностные и диэлектрические показатели, химическая стойкость. Пластикат перерабатывают преимущественно в виде паст и пластизолей (дисперсии эмульсионного поливинилхлорида в пластификатор.); выпускают в виде гранул или лент, листов, пленок. Используют его главным образом для изготовления изоляции и оболочек для электропроводов и кабелей, для производства шлангов, линолеума и плиток для полов, материалов для облицовки стен и обивки мебели, погонажно-профильных изделий, искусственной кожи. Прозрачные гибкие трубки из пластиката применяют в системах переливания крови и жизнеобеспечения в медицинской технике. Поливинилхлорид с повышенной теплостойкостью, производимый в небольших количествах, используют для производства волокна.

Основные свойства пластиката.

Плотность: 1,18-1,30 г./см3.

Прочность при растяжении: 10-25 MПа.

Прочность при сжатии: 6-10 MПа.

Прочность при статическом изгибе: 4-20 MПа.

Относительное удлинение: 20-44%.

Твердость по Бринеллю: 110-160 МПа.

Модуль упругости при растяжении: 7-8 МПа.

Удельная ударная вязкость для пластин толщиной 4 мм с надрезом: 7-15 кг/см · см2.

Теплопроводность: 0,12 Вт/ (м·К).

Удельная теплоемкость: 1,47 кДж/ (кг · К).

Температурный коэффициент линейного расширения: (100-250)·10-6 °C-1.

Удельное объемное электрическое сопротивление при 20 °C: 109-1014 Ом·см.

Тангенс угла диэлектрических потерь при 50 Гц: 0,1.

Диэлектрическая проницаемость при 50 Гц: 4,2-4,5.

Электрическая прочность при 20 °C: 25-40 МВ/м.

Недостатком пластикатов является склонность пластификаторов к миграции и выпотеванию, а также возможность их экстрагирования жидкими средами, что ведет со временем к потере эластичности и ухудшению морозостойкости. Ассортимент материалов на основе пластикатов чрезвычайно широк - выпускаются материалы для кабелей, шлангов, изоляции, прокладок, обуви, для литьевых изделий, изделий медицинского назначения.

Свойства ПВХ можно модифицировать смешением его с другими полимерами или сополимерами. Так, ударная прочность повышается при смещении ПВХ с хлорированным полиэтиленом, хлорированным или сульфохлорированным бутилкаучуком, метилвинилпиридиновым или бутадиен-нитрильным каучуком, а также с сополимерами стиро-акрилонитрил или бутадиен-стирол-акрилонитрил.

Промышленные свойства:

Погодостойкость. ПВХ устойчив к агрессивным факторам внешней среды и поэтому является самым распространенным полимером для изготовления кровельных покрытий

Универсальность. ПВХ может быть как гибким, так и жестким

Огнезащищенность. Поливинилхлорид относится к числу трудновоспламеняемых материалов благодаря наличию хлора в его молекуле

Долговечность. ПВХ материалы могут служить до 100 и более лет

Гигиеничность. ПВХ - самый распространенный полимер для изготовления изделий медицинского назначения, в частности контейнеров для хранения крови и плазмы.

Энергоэффективность. Поливинилхлорид обладает высокой теплотворной способностью, при утилизации в мусоросжигателях выделяется большое количество тепла для обогрева жилых и промышленных зданий, и при этом не загрязняется окружающая среда

Барьерные свойства. ПВХ обладает весьма низкой проницаемостью по отношению к жидкостям, парам и газам

Экологичность. ПВХ содержит всего лишь 43% производных нефти, способствуя тем самым экономии невозобновляемого природного сырья.

Возможность утилизации. ПВХ более, чем многие другие полимеры, пригоден для вторичной переработки.

Экономичность. Производство ПВХ - одного из самых дешевых крупнотоннажных полимеров, обеспечивающих для многих изделий наилучшее соотношение цена-качество.

6. Применениe

Поливинилхлорид перерабатывается всеми известными способами переработки пластмасс: экструзией, литьем под давлением, каландрированием, прессованием, вальцеванием - и является одним из наиболее распространённых пластиков. Мировой выпуск поливинилхлорида составляет 16,5% от общего выпуска пластмасс - третье место в мировой табели о рангах полимерных материалов.

Ассортимент изделий, выпускаемых на основе поливинилхлорида и продуктов его переработки - винипласта и пластиката, чрезвычайно высок. Они используются в электротехнической, лёгкой, пищевой промышленности, тяжёлом машиностроении, судостроении, сельском хозяйстве, медицине, в производстве стройматериалов.

Из поливинилхлорида может быть получен широкий спектр пленок с различными свойствами за счет варьирования состава и степени ориентации. Изменения в составе, главным образом, введение пластификатора, позволяет получить пленки от твердых, хрупких до мягких, клейких, растяжимых. Изменяя степень ориентации, получают пленки от полностью одноосноориентированных до равнопрочных двухосноориентированных.

Пленки из ПВХ содержат стабилизаторы термической и термоокислительной деструкции, антистатическую добавку для предотвращения слипания за счет накопления статического электричества. Свойства пластифицированных поливинилхлоридных пленок зависят от природы и количества пластификатора. В целом увеличение содержания пластификатора увеличивает прозрачность и мягкость пленки, улучшая се свойства при низких температурах. Пластифицированные и непластифицированные ПВХ-пленки герметизируются высокочастотной сваркой. На оба типа пленок может быть нанесена печать без предварительной обработки поверхности в отличие от пленок из полипропилена и полиэтилена. Тонкие пленки из пластифицированного ПВХ широко используются как усадочные и растяжимые для заворачивания подносов и лотков с пищевыми продуктами, например со свежим мясом. Они должны обеспечить высокую кислородопроницаемость для сохранения пурпурного цвета свежего мяса. Толстые пленки из пластифицированного поливинилхлорида используются для производства упаковки для шампуня, смазочных масел. Благодаря прочности и легкой формуемости пленки из непластифицированного ПВХ и его сополимеров используют для термоформования различных изделий. Отличительным свойством материалов на основе сополимеров поливннилхлорида и поливинилиденхлорида (ПВДХ) является очень низкая паро- и газопроницаемость. ПВДХ-пленку часто используют как усадочную пленку для заворачивания птицы, ветчины, сыра. Использование для этих целей пленок из ПВДХ, обладающих низкой газопроницаемостью, диктуется необходимостью поддерживать вакуум для исключения возможности роста бактерий. Вакуумированные мешки ПВДХ используют также для созревания сыров. Применение ПВДХ при этом исключает дегидратацию и образование корки, позволяя получать более мягкие сыры. ПВДХ широко используется для покрытия различных подложек, таких, как бумага, целлофан, полипропилен.

Винипласт используют как конструкционный коррозионностойкий материал для изготовления химической аппаратуры и коммуникаций, вентиляционных воздуховодов, труб, фитингов, а также для покрытия полов, облицовки стен, тепло- и звукоизоляции (пенополивинилхлорид), изготовления плинтусов, оконных переплетов и других строительных деталей. Из прозрачного винипласта изготовляют объемную тару для пищевых продуктов, бутылки.

Пластикат используют для изготовления изоляции и оболочек для электропроводов и кабелей, для производства шлангов, линолеума и плиток для полов, материалов для облицовки стен, обивки мебели, упаковки (в том числе для пищевых продуктов), для создания искусственной кожи, обуви. Прозрачные гибкие трубки из пластиката применяют в системах переливания крови и жизнеобеспечения в медицинской технике. Пластикат с повышенной теплостойкостью используется для производств волокна.

Смола ПВХ относится к категории термопластических смол. Термопластиические смолы получили свое название из-за того, что ппод воздействием тепла они растворяются и размягчаются. Смола ПВХ обладает низкой свето- и теплостойкостью, кроме того она очень хрупкая, поэтому нуждается в пластификации. Растрорение в воде, бензине или спирте не страшно смоле ПВХ. С развитием синтетических смол природные потеряли свое прежнее значение для промышленности.

Поливинилхлорид можно по праву отнести к универсальным и безопасным материалам. Множество примеров использования поливинилхлорида мы можем видеть в повседневной жизни: зубные щетки, аксессуары, одежда и обувь, поручни, стеновые панели и проч. Для улучшения свойств поливинилхорида для тех или иных целей в ПВХ добавляют вспомогательные компоненты. Так например, для оконных ПВХ специальные модификаторы, пигменты и стабилизаторы могут повысить светостойкость, общую устойчивость против внешних воздействий, улучшить качество поверхности или изменить оттенок. Изделия из поливинилхлорида трудно воспламенить, они не горят и стойко переносят воздействие щелочей и кислот.

Отходы производства ПВХ или демонтируемые изделия могут подвергаться утилизации и переработки до 5 раз. При этом качество ПВХ остается неизменно высоким, слегка изменяется только оттенок пластика. Кстати пластик можно окрасить практически в любой цвет или покрывать специальными виниловыми пленками. Это дает возможность воплощения даже смелых дизайнерских решений.

Конечно, массовое использование поливинилхлорид получил в строительстве и ремонте. Большой популярностью пользуются профили ПВХ в качестве корпусного материала для остекления или перегородок. Изделия из поливинилхлорида можно применять в разного вида помещениях: от производственных до жилых. Качественная продукция ПВХ не имеет гигиенических ограничений по использованию.

Все изделия из поливинилхлорида должны проходить специальные контроли качества. Основной проблемой, связанной с использованием ПВХ, является сложность его утилизации - при сжигании образуются высокотоксичные хлорорганические соединения, например диоксины. ПВХ так часто подвергался необоснованным нападкам, которые приходилось опровергать с помощью скрупулезных научных исследований, что сегодня это один из самых изученных в мире материалов.

Страницы: 1, 2