ПВХ

Что такое поливинилхлорид?

  • Total: 18
  • 15
  • 3

Одним из активно используемых газов является этилен, а окончательным этапом его переработки — поливинилхлорид, применение которого нашло себя практически во всех сферах. Полученные искусственным путем органические материалы высокопрочны, инертны ко многим агрессивным веществам и долговечны (срок распада составляет десятки лет).

Полимеризация винилхлорида проходит в несколько этапов, в результате чего образуется прозрачный гранулированный порошок, дисперсностью 100-200 мкм. Форма и размеры определяются способами получения. Сырье поставляется на производства, где дальнейшая технология определяет область применения ПВХ.

Применение поливинилхлорида в различных областях

Невозможно найти сферы жизнедеятельности, где бы ни использовался этот материал:

  • Строительство. Твердый ПВХ в строительстве — это несущие контуры окон, двери. Мягкий — пленки, шланги, линолеумы, отделочные материалы.
  • Инженерные коммуникации. Самый прочный пластик — непластифицированный поливинилхлорид (нПВХ) или винипласт — применяется для производства труб. По ряду показателей он лучше металла.
  • Предметы быта. Используется поливинилхлорид в быту, начиная от изготовления примитивных крепежных элементов и заканчивая предметами мебели.
  • Пищевая отрасль. Представляет отдельное направление, разработаны несколько видов пластика для использования в разных температурных режимах.
  • Автомобильная промышленность.
  • Продукция для детей. Игрушки, коляски.
  • Медицина. Инструменты или их части, одноразовые шприцы, емкости. Появление ПВХ в медицине произвело переворот. Благодаря ему стало возможным использование одноразовых шприцов и капельниц.
  • Аграрный, промышленный секторы.

Преимущества и недостатки

Применение во всех сферах делает материал уникальным. После затвердевания он все равно обладает достаточной пластичностью, чтобы не разрушаться от статистических и динамических нагрузок.

Второе преимущество — облегченный вес. При плотности 1,4 г/см³ изделия из поливинилхлорида даже при небольшой толщине обладают повышенной прочностью. Поэтому все, что делают из ПВХ, отличается небольшим весом. Эта особенность позволяет экономить на транспортировке.

Поливинилхлорид — это пластик, который в зависимости от модифицирующих веществ способен менять свою пластичность в невероятных пределах. Как пример, можно привести пластик, используемый в автомобилестроении, и полиэтиленовые пакеты.

Еще одна сильная сторона – это возможность переработки вторсырья.

Отличные физико-химические показатели вещества, которые определяют также его широкие возможности, одновременно оказываются недостатками. В первую очередь это химическая стойкость получаемых материалов, способность не разрушаться в течение десятков лет. Изготовление одноразовых бытовых, промышленных, медицинских предметов способствует глобальному загрязнению планеты.

Среди недостатков при использовании можно упомянуть вред ПВХ, влияние поливинилхлорида на организм человека. Первая производная этанола — винилхлорид — сильнодействующий яд, оказывающий на человека сильнейшее воздействие и вызывающий необратимые процессы, в том числе на генетическом уровне. К наиболее распространенным видам можно отнести возникновение онкологии, повышение концентрации отравляющих веществ в фильтрах организма: лимфатической системе, печени, почках, легких.

Безопасность для здоровья

ПВХ существует в разных видах и формах. За безопасность для здоровья отвечает наличие летучих веществ. Поливинилхлорид имеет структурное звено, в состав которого входит молекула хлора C2H3Cl. При дальнейшем производстве винилхлорида используются присадки, блокирующие выделение летучих веществ и переводящие структуру в инертное состояние.

Разработанные присадки, кроме специализированного назначения, подразделяются на пищевые и технические. Поэтому все, что делают из поливинилхлорида, также имеет свое назначение. Перед применением важно ознакомиться с видом пластика, информация указана непосредственно на изделии. Некоторые из них можно использовать только для хранения при холодных или комнатных температурах, другие – для нагревания до 100 °С.

Виды поливинилхлорида (классификация)

Сырьевой порошок имеет один состав, свойства и вид. Но очень отличаются мех. свойства и то, как выглядит поливинилхлорид в готовых изделиях. Окончательные параметры определяются веществами, присаживаемыми в поливинилхлорид, свойства при этом меняются в 2 направлениях:

  1. Винпласт — с высокими механическими показателями, используется как конструкционный материал.
  2. Пластикат — пластичный в высокой степени, применяется для изоляции, покрытия и отделки поверхностей.

При необходимости придать ПВХ особые свойства используют дополнительные технологии:

  1. Свойства наполненного ПВХ повторяют технологию армирования, где в качестве основы берется другой материал (ткань, стекловолокно), а ПВХ выполняет защитную функцию.
  2. Вспененный поливинилхлорид характеризуется меньшей прочностью и массой за счет образования микропор. Также повышаются узкоспециализированные свойства материала: негорючесть, пластичность, антибактериальность. Существует 2 способа получения вспененной структуры: газовый и химический.

Химические и физические свойства

ПВХ как сырье представляет собой бесцветные гранулы. Химически стоек к щелочам, минеральным маслам, большому перечню кислот, спирту и органическим растворителям.

Активно демонстрирует свои физические свойства поливинилхлорид при повышении температуры. До 66 ºС он инертный, после повышения может деформироваться. Плавится при 100-260 ºС. Возгорание происходит:

  • при резком увеличении температуры до 1100 градусов;
  • при обычном нагревании до 500 градусов.

Плотность материала – 1,34 г/см³. Насыпная плотность – 0,4-0,7 г/см³. Устойчив к УФ-лучам. При нагревании до 150 ºС разрушается, разлагаясь на хлористый водород и СО. Самым опасным является то, как горит поливинилхлорид, поскольку выделяемые при этом диоксины превышают по интенсивности действия синильной кислоты и цианистого калия.

Технические характеристики

Наименование пластиканПВХВспененный ПВХХПВХ
Плотность г/см³1,380,7-0,81,5-1,6
Теплопроводность0,150,0750,16
Тв. по Шору МПа≥ 10550-5558-59
Ударн вязк. кДЖ/м²≥ 6≥104
Предел текуч. Н/мм²≥ 529,453

Маркировка поливинилхлорида

При производстве поливинилхлорида химические свойства различаются в зависимости от этапа и метода получения. Визуально эластомеры могут не отличаться друг от друга, но при этом иметь разную степень опасности. Очень важно для ПВХ применение в строгом назначении, для чего используется маркировка непосредственно на самом изделии. Общее название полимера имеет аббревиатуру ПВХ, или английскую — PVC (поливинилхлорид).

Буква перед или после аббревиатуры указывает на добавление пластификаторов, обеспечивающих пластичность:

  • PVC-P; FPVC; PVC-F — пластифицированный.
  • CPV-R; PVC-U; RVPC — не пластифицированный.
  • HMW PVC — высокомолекулярный.

Пример расшифровки маркировки:

  • РЕТ — маркировка одноразового пластика, предназначенного для питьевой воды.
  • HDPE — прочный полиэтилен, используется для хранения синтетических неагрессивных средств.
  • PVC — пищевой пластик, из него изготавливают пищевую пленку, тару для хранения. Дополнительно может маркироваться цифровым индексом.
  • LDPE — пищевой пластик, не предназначен для длительного хранения.
  • РР — пищевой пластик для хранения при температуре не выше комнатной.
  • PS — может использоваться как пищевой и технический, но опасен при нагревании.
  • 0 — маркировка применяется для технических видов пластика.

Критерии выбора

При выборе изделий нередко возникает вопрос, что лучше – полиуретан или поливинилхлорид. Каждый производитель основывает свое производство на определенных марках и типах материалов. Модификаций винилхлорида больше, чем полиуретана, и его стоимость гораздо ниже. В то же время основная масса поливинилхлорида вред представляет для окружающей среды и организма. Полиуретан отличается большей прочностью и износостойкостью, но не во всех технологиях его рационально использовать.

Внимание! Учитывая, что существующие модификации имеют большой разбег по степени опасности, необходимо четко следовать инструкции маркировки: для продуктов применять только пищевой пластик, не использовать одноразовую тару вторично, не нагревать, если она не предназначена для этого.

Чем можно заменить поливинилхлорид

Винилхлорид является простейшим хлорпроизводным этилена. Близкий аналог ПВХ — полиуретан. Он также является производной при переработке нефти, но его структурное звено включает более сложную уретановую группу. Благодаря этому полиуретан обладает высокой вязкостью структуры, что делает его более износостойким и прочным на растяжение. Если сравнивать полиуретан или поливинилхлорид, что лучше – нельзя сказать наверняка, поскольку это однотипные материалы с разными параметрами, которые определяют более узкое назначение.

Что касается пищевого материала – заменителей здесь достаточно. Это традиционные керамика, стекло, нержавейка.

Как правильно использовать поливинилхлорид

Независимо от того, что производят из поливинилхлорида, каждое изделие маркируется. Учитывая количество модификаций этого материала, не всегда безопасное их использование, необходимо знать, принимать во внимание маркировку и применять изделие строго по назначению. Особенно это касается пищевого, бытового и строительного пластика.

Производство поливинилхлорида

Как получают поливинилхлорид? Процесс состоит из нескольких этапов. Первый — это расщепление этилена и получение новой органической цепочки с элементом хлора. Мономером для получения поливинилхлорида является хлористый винил, который, в свою очередь, образуется при взаимодействии этанола и хлора (выделяется при расщеплении молекулы соли NaCl) при катализаторах. Завершающий — это полимеризация, при которой вещество принимает твердое состояние. Провести ее можно 3 методами:

  1. Суспензионный. Наиболее распространенный способ за счет высокой производительности и возможного получения различных модификаций. Полимеризация происходит в водной среде с добавлением 0,02-0,05 % защитного коллоида. Процесс протекает при изменении технических параметров режима (состава, температуры). В результате реакций получают микрогранулы.
  2. Эмульсированный. Полимеризация также проходит в водной среде, но с добавлением других компонентов. Метод используется для дальнейшей переработки гранул в изделия, в которых увеличены пластичные свойства ПВХ.
  3. Блочный. После полимеризации получается не гранулированная или порошковая смесь, а блоки, которые нуждаются в дополнительном измельчении. Но по качеству этот материал значительно выше, чем остальные. Характеризуется высокой химической чистотой, лучшей реакцией с компонентами при дальнейшем производстве. Применяется в более широком диапазоне. Отличается и визуально: прозрачный и более пластичный.

Окончательные свойства придают компоненты, добавляемые в поливинилхлорид для получения:

  • ударной вязкости – эластомер;
  • стойкости к УФ-лучам и высокой температуре – стабилизаторы (термостойкие и цветовые пигменты);
  • текучести — воск, парафин.

Влияние поливинилхлорида на окружающую среду

Владея разноплановой информацией о таком материале, как поливинилхлорид: где используется, какими свойствами обладает, — не стоит забывать, что за последние 70 лет (с момента получения первого полимера) все увеличивающиеся объемы превращаются в глобальную проблему. Не решает ее и частичная переработка. Возможно, в будущем найдутся и другие способы утилизировать поливинилхлорид, вред для здоровья от которых будет минимизирован, но сегодня при производстве, а также повторном расщеплении пластика в атмосферу, выделяются сотни тонн диоксина и других канцерогенов. Даже при его малых концентрациях он вызывает необратимые реакции, в том числе на генетическом уровне.

Популярные производители

ОАО «Пласткард» — Волгоградская компания, предлагающая широкий выбор сырья. До 1990 года входила в одну группу с фирмой «Каустик», после чего переросла в самостоятельное предприятие, специализирующееся на изготовлении пищевых марок пластиков. Производственные мощности до 90 тыс. т в год.

ОАО «Сибур-Нефтехим» — расположено в Нижегородской области в г. Дзержинске. Крупнейшая холдинговая сеть, занимающаяся переработкой углеводородов. За счет использования прямых контрактов с нефтедобывающими компаниями и наличия собственного сырья способна влиять на ценообразование в регионе.

ОАО «Саянскхимпром» — г. Саянск. Первоначально завод специализировался на выпуске кабельного пластика, сегодня это самый крупный центр по производству суспензионного ПВХ.

ОАО «Каустик» — г. Волгоград. Специализируется на производстве большого сортамента химических веществ, в перечень которых входит и ПВХ.

ООО «Усольехимпром» — крупнейших химкомбинат Сибири и Д. Востока, основанный в 1938 году. Производит ПВХ методом диафрагменного электролиза.

Видео: Что такое вспененный ПВХ пластик

ПВХ – поливинилхлорид: что это такое

ПВХ – трехбуквенная аббревиатура, хорошо известная каждому человеку, потому что этот уникальный материал теперь можно встретить не только в строительстве, но и в быту. Если говорить точнее, поливинилхлорид окружает нас повсюду, но о его происхождении и назначении некоторые люди имеют весьма смутное представление. Пора восполнить этот пробел в знаниях.

Что такое ПВХ

ПВХ – это химическое соединение искусственного происхождения, полимер, имеющий несколько названий: поливинилхлорид, полихлорвинил, винил, виннол, сумилит, вестолит.

Сырьем для производства данного материала служит продукт нефтехимии – этилен, а также множество других компонентов: поваренная соль, хлор, красители, пластификаторы, наполнители и даже жироподобные вещества.

Существует несколько технологий изготовления ПВХ, но все они подразумевают использование сложного оборудования. В ходе процесса полимеризации (молекулы мономера объединяются и образуют полимер) из исходного сырья формируется основа – поливинилхлоридная смола. Получение поливинилхлорида – процесс, состоящий из нескольких операций:

  1. Из раствора поваренной соли методом электролиза выделяют свободный хлор.
  2. Хлор и продукт переработки нефти – этилен соединяют, в итоге образуется дихлорид этилена, являющийся сырьём для изготовления винилхлорида.
  3. Путем полимеризации (суспензионной, эмульсионной, блочной) винилхлорида образуется поливинилхлорид, применение которого очень широко.

Температура горения ПВХ составляет 1200 градусов С. Процесс сопровождается активным выделением хлористого водорода, окиси углерода и канцерогенов, опасных для человека.

Структура и форма полихлорвинила меняется под воздействием высоких температур, только ученые считают, что материал не горит, а разлагается. Поливинилхлорид может стойко выдержать температурное воздействие до 700 С, а при «минусе» (ниже -150 С) он становится хрупким, но не настолько, чтобы саморазрушиться.

Химические и физические свойства поливинилхлорида зависят от технологии производства и сферы применения материала, но общими для всех видов ПВХ являются:

  1. Незначительная температура длительной эксплуатации (порядка 600 С).
  2. Химическая инертность (нерастворимость в воде, спирте, органических растворителях).
  3. Устойчивость к агрессивным средам (влажность, резкие температурные перепады, воздействие солей, кислот, масел, щелочей).
  4. Неподверженность гниению.
  5. Высокие прочностные характеристики (средняя плотность ПВХ – 1,4 г/см3).
  6. Устойчивость к воздействию ультрафиолета.
  7. Низкая токопроводность.

Поливинилхлорид растворяется в бензоле, тетрагидрофуране, диметилформамиде, ацетоне, циклогексаноне.

Изделия из ПВХ пользуются спросом, потому что они дешевы, имеют достойный внешний вид, долговечны. ПВХ плохо горит на воздухе и имеет широкий спектр применения, потому что при производстве путем ввода в состав модификаторов, пластификаторов и различных наполнителей можно придать материалу требуемые характеристики.

Взять, к примеру, винилпласт, из которого изготавливают тару, трубы и пр. Его производство подразумевает использование таких дополнительных компонентов, как:

  • эластомеры (необходимы для повышения ударной вязкости);
  • цвето- и термостабилизаторы (предназначены для того, чтобы материал мог сопротивляться воздействию ультрафиолета и иметь более высокую температуру эксплуатации);
  • воски и парафины (повышают текучесть).

Совет! Если ввести в состав ПВХ подобные компоненты, то это придаст материалу определенные свойства. К примеру, его можно будет подвергать любой обработке: резке, литью, склеиванию и пр. А вот пластикаты, создаваемые при участии пластификаторов, используются в производстве полимерных пленок и кабельной изоляции, потому что им присущи пластичность и высокая растяжимость.

Сфера применения

Поливинилхлорид давно не вызывает вопроса: «что это такое?», потому что из него в свое время изготавливались «прабабушки» CD-дисков – грампластинки. Даже 70 лет назад этот материал был не так распространен, как сейчас.

Примечательно, что существуют полимеры, превосходящие его по разным параметрам, но это не значит, что производство винила прекратится. Наоборот, оно постепенно увеличивается, причем постоянно придумываются новые формулы, что существенно расширяет сферу применения.

Например, если в состав сырья для ПВХ ввести большое количество хлора, то в итоге получится пластмасса, способная выдержать сверхвысокие температуры, а это значит, что такой материал можно будет использовать там, где раньше его применение было невозможным. Что такое ПВХ сегодня? Это трубы (канализационные, водопроводные, вентиляционные), окна и двери, отделочные материалы, предметы, используемые в быту (посуда, обувь, игрушки) и многое другое.

Важно! Игрушки и другие потребительские товары, изготовленные из поливинилхлорида, при нарушении технологии могут быть токсичными. Добросовестные производители всегда используют только те материалы, которые прошли многоступенчатую обработку.

ПВХ в медицине и автомобилестроении

Там, где можно использовать винил, не нужны резина или стекло, потому что из этого материала изготавливается целый перечень приспособлений, которыми ежедневно пользуется медперсонал каждого учреждения здравоохранения. Это:

  • катетеры;
  • стерильные резервуары;
  • трубки;
  • упаковочные материалы;
  • медицинское оборудование;
  • маски, перчатки, бахилы;
  • хирургические шины.

Положительные свойства поливинилхлорида способствуют его использованию в медицине, потому что этот материал не оказывает никакого влияния на биохимические жидкости, он химически инертен и не вступает в реакции с другими веществами. Это позволяет создавать медицинские «расходники», и преимущественно, однократного применения.

Читайте также:  Стальная оцинкованная труба: технические параметры и процесс изготовления

В каждом автомобиле есть поливинилхлоридные элементы: уплотнители, изоляция, приборная панель, отделка салона и пр. Но и это еще не все, ведь и экстерьер практически любого авто теперь украшается тюнинговыми деталями, в число которых входят щитки, дефлекторы, спойлеры, обвес, рейлинги, молдинги и многое другое. Благодаря тому, что плотность ПВХ и соответственно, его масса не такая большая, как у стекла и металла, автопроизводителям удалось значительно снизить вес автомобиля и его стоимость.

Цены на катетеры

ПВХ в строительстве и отделке интерьеров

Оконные и дверные конструкции из дерева постепенно выходят из обихода, равно как и металлические трубы. На смену им пришли аналоги из ПВХ, которые легко монтируются, что объясняется не только конструкционными особенностями изделий, но и наличием разнообразной фурнитуры. Неудивительно, что теперь поливинилхлорид является одним из основных строительно-отделочных материалов, так как он имеет по-настоящему выдающиеся физические свойства: устойчивость к влаге, малый вес, гибкость, эластичность, долговечность. Кроме того, полихлорвинил является прекрасным имитатором, благодаря чему он способен заменить собой более дорогостоящие материалы.

Поливинилхлорид в роли основы для напольных покрытий редко находит применение. Поэтому чаще всего он используется для создания пленки из ПВХ, благодаря которой можно придать ламинату или линолеуму высокие эксплуатационные свойства: стойкость к механическим повреждениям, влаге и химическим веществам. Примечательно, что ПВХ пленка может быть использована для декорирования любых поверхностей.

Что такое конструкции ПВХ (оконные профили, панели, блок-хаус и пр.), знают все, особенно владельцы частных домов. Подобные изделия отличаются морозостойкостью, приемлемыми тепло- и звукоизоляционными характеристиками и как ни странно, огнеупорностью. Дело в том, что температура плавления ПВХ составляет 1200 С, и он не горит «синим пламенем», а только плавится. К примеру, если оставить на подоконнике из поливинилхлорида зажженную сигарету, то пожара не случится, потому что он будет не гореть, а плавиться, не образуя пламени.

Поливинилхлорид применяется для создания искусственной ткани и кожи, из которых шьется одежда, чехлы для мебели, тенты, навесы и пр. Также из ПВХ изготавливаются вещи, которыми ежедневно пользуется любой человек. К примеру, это банковские карты, перчатки, мебель, посуда, игрушки, спортивный инвентарь, упаковка и пр. Особым спросом изделия из ПВХ пользуются у рыбаков и туристов, специально для которых изготавливаются ПВХ лодки и непромокаемая обувь.

Цены на трубы ПВХ

Влияние ПВХ на организм человека

Иногда этот материал называют «медленным убийцей», потому что он может содержать в своем составе вредные добавки. Получение поливинилхлорида сопряжено с применением связанного хлора и наполнителей, выполняющих какую-то определенную функцию. Например, в роли пластификаторов используются фталаты – вещества, вызывающие заболевания почек, рак и бесплодие.

Если же при изготовлении своей продукции производитель использовал экологически чистые добавки типа древесной муки или пищевого полиэтилена, то вероятность наступления негативных последствий уменьшается. Горящий и дымящий ПВХ – это (как и резина или пластмасса) мощный источник канцерогенов.

Поливинилхлорид относится к разряду бионеразлагаемых материалов, а это значит, что он может причинить вред окружающей среде. Примечательно, что отходы могут быть использованы вторично, и им совершенно не обязательно гореть в топках мусоросжигающих заводов. Из этого вторсырья вполне можно производить новую продукцию, для чего отслужившие свое изделия из ПВХ измельчаются, прессуются и подвергаются температурному воздействию.

Важно! Следует избегать мест, где производится сжигание мусора, так как ядовитый дым от ПВХ – это настоящий концентрат канцерогенов.

Поливинилхлорид (ПВХ) : основные свойства, область применения

Чт, 17 Январь 2008 | Тема: Сырье

Поливинилхлорид (ПВХ) относится к термопластичным синтетическим материалам. В зависимости от условий полимеризации образуются продукты различной степени полимеризации с различными физико-химическими свойствами.

Материалы на основе ПВХ вырабатываются двух видов:
– с применением пластификатора (пластифицированный ПВХ);
– без применения пластификатора (не пластифицированный ПВХ).

Другие обозначения:
FPVC, PVC-F, PVC-P (пластифицированный);
RPVC, PVC-R, PVC-U (непластифицированный).

По внешнему виду товарный ПВХ представляет собой порошок белого цвета, без вкуса и запаха. ПВХ достаточно прочен, обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Химическая формула ПВХ (-СН2-CHCl-)n , где n — степень полимеризации.

ПВХ не растворим в воде, устойчив к действию кислот, щелочей, спиртов, минеральных масел, набухает и растворяется в эфирах, кетонах, хлорированных и ароматических углеводородах. ПВХ совмещается со многими пластификаторами (например фталатами, себацинатами, фосфатами), стоек к окислению и практически не горюч. Поливинилхлорид обладает невысокой теплостойкостью, при нагревании выше 100 ºС заметно разлагается с выделением HCL. Для повышения теплостойкости и улучшения растворимости ПВХ подвергают хлорированию.

Основные физико-химические свойства ПВХ

Молекулярная масса40000-145000
Температура самовоспламенения, С1100
Температура воспламенения, С500
Температура вспышки, С624
Плотность, г/см31,34-1,34
Насыпная плотность, г/см30,4-0,7
Температура разложения, С100-140
Температура стеклования, С70-80

Экологические показатели

ПВХ гранулятПВХ слаботоксичное вещество. Продукты разложения вызывают раздражение верхних дыхательных путей и слизистых оболочек глаза. ПДК в воздухе производственных помещений б мг/м3. Осевшая пыль пожароопасна. При нагревании выше 150 °С начинается деструкция полимера с выделением хлористого водорода и окиси углерода, вредно действующих на организм человека.

ПВХ аморфный материал, свойства которого сильно зависят от метода получения. ПВХ получают суспензионным (suspension), эмульсионным (emulsion) методами, полимеризацией в массе — блочным методом (mass, bulk).

Суспензионный ПВХ или ПВХ С (PVC-S) имеет сравнительно узкое молекулярно-массовое распределение, малую степень разветвленности, более высокую степень чистоты, низкое водопоглощение, хорошие диэлектрические свойства, лучшую термостойкость и светостойкость.

Эмульсионный ПВХ или ПВХ Е (PVC-E) характеризуется широким молекулярно-массовым распределением, высоким содержанием примесей, высоким водопоглощением, худшими диэлектрическими характеристиками, худшей термостойкостью и светостойкостью.

Максимальная температура длительной эксплуатации: 60 ос. FPVC (пластифицированный) выдерживает охлаждение до —60 —3 оС, RPVC — до —15 ос. Температура стеклования: 70 — 105 ос. Имеет широкий разброс механических характеристик. FPVC — эластичный материал. RPVC имеет высокую прочность и жесткость.

Материал на основе суспензионного ПВХ имеет хорошие диэлектрические характеристики (но хуже, чем у PE, PP, PS).

RPVC (непластифицированный) имеет высокую химическую стойкость, стоек к действию бензина, масел, разбавленных кислот и щелочей. Растворяется в при нагревании в дихлорэтане, хлорбензоле, тетрагидрофуране. FPVC отличается меньшей химической стойкостью.

Впервые ПВХ был получен в 1972 году Бауманом при действии солнечного света на винилхлорид. Промышленный синтез ПВХ был осуществлен в 1930 году в Германии.

Поливинилхлорид или ПВХ — современный синтетический полимер, относящийся к числу так называемых базовых полимеров. 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.

Основным сырьем для производства ПВХ служат хлор, получаемый путем электролиза раствора поваренной соли, и этилен. Процесс производства ПВХ можно вкратце описать следующим образом: в процессе электролиза поваренная соль, растворенная в воде, под воздействием электрического заряда разлагается на хлор, каустическую соду и водород. Отдельно, из нефти или газа с помощью процесса, называемого крекингом, производят этилен. Следующим этапом является соединения этилена и хлора. В результате получают дихлорид этилена, из которого потом про¬изводят мономер винилхлорида, являющийся базовым элементом в производстве поливинилхлорида (ПВХ). 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. Именно это позво¬ляет находить применение для ПВХ почти в каждой сфере нашей повседневной жизни.

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 является хорошим примером фантастической универсальности полимеров. Из ПВХ производят буквально все — от медицинских емкостей для крови до детских игрушек, изоляционных материалов и оконных профилей.

В промышленности полимеризация ПВХ производится суспензионным, блочным (полимеризация в массе) и эмульсионным методами.

Суспензионный ПВХ перерабатывается в изделия вальцеванием (каландрованием), экструзией, литьем под давлением и прессованием ПВХ, полученный в массе или суспензии, используется для производства жестких, а также полумягких и мягких, так называемых пластифицированных, пластических масс.

Эмульсионный ПВХ перерабатывается в изделия прессованием, литьем под давлением, вальцеванием, экструзией, а также в мягкие изделия через пасты (пластизоли). Эмульсионный поливинилхлорид

Массовый ПВХ применяется для изготовления различных изделий вальцеванием, экструзией и прессованием.

Доля эмульсионного ПВХ постепенно уменьшается, хотя он находит применение для получения пластизолей. Растет доля суспензионного ПВХ, применяемого для изготовления труб, листов, пленки, бутылей, оконных рам и других изделий. Доля суспензионного ПВХ в общем объеме производства составляет 75–80 %.

Сферы применения ПВХ

ПВХ в медицине

ПВХ в медицинеПВХ используется в медицине уже более 50 лет. При этом его потребление в этой сфере постоянно растет. Толчком к широкому применению ПВХ в этой области стала насущная потребность заменить резину и стекло предварительно стерилизованными предметами одноразового (и не только) использования. Со временем ПВХ стал наиболее популярным полимером в медицине благодаря химической стабильности и инертности. Продукция из него крайне разнообразна и легко производима. Медицинские продукты из ПВХ могут быть использованы внутри человеческого тела, легко стерилизуются, не трескаются и не протекают.

При всем предубеждении против полимеров вообще и ПВХ в частности, этому материалу удалось пройти бесчисленное количество тестов, результатом которых стало принятие ПВХ большинством зравоохранительных организаций мира.

Вот далеко не полный перечень медицинской продукции, производимой из ПВХ: контейнеры для крови и внутренних органов, катетеры, трубки для кормления, приборы для измерения давления, хирургические перчатки и маски и маски, хирургически шины, блистер-упаковка для таблеток и пилюль.

Основные преимущества ПВХ, позволившие этому материалу стать наиболее применимым в медицине.

Одним из основных требований к медицинской продукции является ее соответствие токсикологическим стандартам. Принятие ПВХ к использованию в медицине странами Евросоюза является свидетельством его полной медицинской безопасности. Материал, используемый в медицине, должен обладать следующим важным свойством —при контакте с разнообразными жидкостями его композиция должна оставаться неизменной, именно таким материалом является ПВХ. Когда полимерный материал контактирует с тканью или кровью пациента, крайне важен показатель химической совместимости. ПВХ характеризуется высокой биосовместимостью которая постоянно растет благодаря новым разработкам в технологии его производства. Благодаря своим физическим характеристикам продукты из ПВХ могут обладать высокой про¬зрачностью, продукции из ПВХ может быть придана любая цветовая окраска. Продукция из ПВХ также отличается высокой гибкостью и прочностью даже при изменяющихся внешних условиях (например, температуре). ПВХ легко совместим с практически всеми фармацевтическими продуктами. Он также устойчив к воде и химическим реакциям. Из ПВХ легко производить упаковку любой формы, будь то трубы, гибкая или жесткая упаковка.

ПВХ — один из самых дешевых материалов. Это также играет важную роль при выборе материала для применения в производстве медицинской продукции.

ПВХ в транспорте

ПВХ широко используется в качестве материала для производства автотранспорта. В этой области он является вторым по популярности полимером (после полипропилена).

В автомобилестроении ПВХ используется для производства покрытий, уплотняющих материалов, кабельной изоляции, отделки салона, приборных и дверных панелей, подлокотников и т.д.

Благодаря использованию ПВХ современные автомобили более живучи. Средний срок жизни современного автомобиля — 17 лет. Еще в 70-х годах прошлого века эта цифра не превышала 11 лет. Увеличение срока эксплуатации автомобиля означает реальную экономию природных ресурсов (если машины служат дольше, значит производить их можно меньше).

Использование в автомобилестроении полимеров вообще и ПВХ в частности ведет к снижению затрат топлива. Так как полимеры, не уступая традиционным материалам (металлу, стеклу) по прочностным свойствам, весят меньше — без ущерба для качества автомобиля снижается его вес, а, следовательно, и количество топлива, необходимое для работы двигателя.

Использование ПВХ также повышает безопасность машин. ПВХ применяется в производстве по¬душек безопасности, защитных панелей и проч., предохраняющих пассажиров от травм при авариях. Кроме того, устойчивость ПВХ к действию огня также повышает безопасность автомобиля.

Эффективно использование ПВХ в дизайнерских целях. Как уже указывалось выше, одним из свойств этого полимера является возможность производства из него продукции любой формы. Это дает возможность дизайнерам улучшать интерьер салона автомобиля. Материалам из ПВХ может быть придана привлекательность, недавние разработки позволили создавать материалы, на ощупь напоминающие натуральную кожу. Использование ПВХ для отделки салона снижает шум во время движения.

Использование ПВХ приводит к значительной экономии средств — ПВХ дешевле традиционных материалов, не уступая им в качестве.

Сегодня в Западной Европе каждый новый автомобиль содержит примерно 16 кг ПВХ. Если взять ориентировочные цены на ПВХ, произ¬водственные затраты и цены на автомобили, это означает, что использование ПВХ в автомобилестроении Западной Европы может быть оценено в 800 млн. евро. в год. Автомобильный рынок Западной Европы — примерно 35% мирового, следовательно в целом по миру использование ПВХ в автостроение может быть оценено в почти 2,5 млрд. евро.

ПВХ в строительстве

Из всех полимеров именно ПВХ имеет наиболее широкое применение в строительстве. В Европе в этой отрасли используется более 50% всего производимого ПВХ, в США — более 60%. И снова таки основными преимуществами ПВХ являются все те же способности производства разнообразных видов продукции с различными свойствами. Главными конкурентами ПВХ являются глина и дерево. ПВХ профиль

Главные качества ПВХ в строительстве: износоустойчивость, механическая прочность, жесткость, небольшая масса, устойчивость к коррозии, химическому, погодному и температурному воздействию. ПВХ — отличный огнеупорный материал. Он с трудом поддается возгоранию. И прекращает гореть и тлеть сразу же после того, как исчезает источник высокой температуры. Основная причина — высокое содержание хлора. Это способствует повышению пожарной безопасности построенных объектов. ПВХ не проводит электричество и, таким образом, идеален в качестве изоляционного материала. Основной чертой строительных материалов из ПВХ является их долговечность. 85% всех строительных материалов из ПВХ используются для долгосрочных сооружений. Более 75% труб, произведенных из ПВХ, имеют срок службы более 40 лет (потенциал новых разработок в этой области увеличивает этот срок до 100 лет!). Аналогичные показатели у более чем 60% сделанных из ПВХ оконных профилей и кабельной изоляции.

Опять же ПВХ существенно дешевле конкурирующих материалов. Стройматериалы из ПВХ легче, чем стройматериалы из бетона, железа и стали. Это вновь приводит нас к мысли об экономической выгоде — на обработку продукции из ПВХ затрачивается меньше энергии, меньше транспортных услуг (а, следовательно, и топлива). Долговечность материала также позволяет экономить — трубы, окна и т.д. приходиться менять реже. Теплоизоляционные свойства ПВХ позволяют затрачивать меньше энергии на отопление помещений.

ПВХ игрушкиПВХ в игрушках

Широко используется ПВХ и в производстве детских игрушек. Перечень (далеко неполный) игрушек, производимых из ПВХ: куклы, утята для ванной, надувные пляжные игрушки, «лягушатники», мячи и т.д. В целом можно сказать, что в производстве почти всех «мягких» игрушек используется ПВХ.

ПВХ в потребительских товарах

Из ПВХ производятся многие потребительские товары. Например, мебель (для нее используется жесткий ПВХ), напольные покрытия (гибкий ПВХ), обувь, кредитные и телефонные карточки, спортивное оборудование и оснащение (мячи, экипировка), одежда, сумки, рюкзаки и т.д.

ПВХ в упаковке

Приведенные выше многочисленные и разнообразные свойства ПВХ делают его очень привлекательным материалом для производства упаковки. В Европе каждый год не менее 250 тыс. тонн ПВХ используется для производства упаковочных материалов. Основные сферы применения: жесткая пленка (51%), бутылки (35%), гибкая пленка (11%) и бутылочные крышки (3%). В качестве примеров использования ПВХ в упаковке можно привести туалетные принадлежности, тюбики для зубной пасты, мобильные телефоны и аксессуары для них.

Читайте также:  Ремонт системы отопления – заботимся о «здоровье» отопительной системы
Технологии [152] Изделия [76]
Оборудование [42] Сырье [111]
Обзоры рынков [179] Интервью [96]
Репортаж [26] Все статьи

Статьи публикуются с разрешения автора и обязательным указанием ссылки на источник

Редакция оплачивает на договорной основе
технические статьи, маркетинговые отчеты, рецептуры, обзоры рынка
и другую отраслевую информацию и права не ее размещение

Приглашаем специалистов к сотрудничеству в качестве внештатных авторов и консультантов!

По вопросам публикации и оплаты статей обращайтесь в редакцию:
Тел: +7 (499) 490-77-79
Прислать сообщение

ПВХ вреден или нет — разбираемся в составе материалов

Дешевый и долговечный — две основные причины, по которым продукция из поливинилхлорида прочно вошла в нашу жизнь. Никому и в голову сегодня не придет налить ребенку в школу воды в стеклянную бутылку или поставить в квартире деревянные окна. И если пластиковые бутылки не бьются, как и окна ПВХ, которые еще и спасают от щелей и кропотливого ухода за рамами, то есть продукция, которую можно было бы заменить другими материалами. Упаковка, трубы, напольные покрытия, виниловые обои, пленочные натяжные потолки, стеновые панели, игрушки — объемы мирового производства этих изделий из ПВХ просто огромны.

Сначала мы заменили паркетные полы линолеумом, потом деревянные игрушки и окна пластиковыми, сейчас побеленные потолки в жилых помещениях люди меняют на ПВХ и радуются красоте. Казалось бы, все классно, материалы служат долго, стоят недорого, не боятся воды и бытовой химии. Но почему в европейских странах все больше местных властей ограничивают или вовсе стараются отказаться от товаров из поливинилхлорида? В дома, отели, больницы и рестораны там укладывают паркет, окрашивают стены и используют безопасные потолки. Все таки ПВХ вреден или нет, разбираемся в составе и исследованиях.

Фото из открытых источников

Что такое ПВХ?

Материал поливинилхлорид представляет собой порошок, в соотношении 43 к 57% состоящий из этилена и связанного хлора. Если материал начинает разлагаться, то он меняет цвет. Чтобы не допустить этого в ПВХ добавляют стабилизаторы (чаще из соединений свинца). Для придания морозостойкости и большей пластичности обязательно добавляют пластификаторы — фталаты, эфиры фталевой и фосфорной кислот.

Сырье для производства стеновых панелей, линолеума, натяжных потолков, игрушек, искусственной кожи содержит до 50% пластификаторов (фталатов, трикрезилфосфатов и т.д.). Состав конечного продукта может содержать и канцерогены.

Химики и скептики скажут, что опасен лишь газ винилхлорид, а при полимеризации он безвреден. Однако уже давно доказано, что добавки могут выделяться в воздух.

Отметим, что видов пластика на сегодняшний день много, ПВХ маркируется цифрой 3 в знаке со стрелками.

Чем опасен материал?

Выделение винилхлорида из готовых изделий все же возможно. И усиливается оно при нагреве свыше 60°С. Диффундирующий яд способен негативно воздействовать на нервную систему и вызывать онкологические заболевания.

Безвредным является только чистый поливинилхлорид, но в таком виде он хрупкий и гигроскопичный, поэтому для производства товаров его наполняют добавками. Но и чистый ПВХ при тлении, горении и разложении представляет серьезную угрозу здоровью и жизни человека, состоянию окружающей среды.

Чем вредны добавки?

Фталаты и тяжелые металлы могут выделяться непосредственно в процессе использования изделий.

Попадая в организм, фталаты вызывают поражения печени и почек, бесплодие, онкологические заболевания, действуют на иммунную и нервную системы. Фталатные пластификаторы DEHP, DOP запрещены к использованию в принципе, но есть и разрешенные DOA, DINP, DNOP, DIDP.

Большинство европейских производителей напольных покрытий из ПВХ рекомендуют свою продукцию именно как безопасную. Они заменили тяжелый металл свинец цинком, дешевые пигментные частицы дорогими, ведут контроль качества на всех этапах производства и получили сертификаты безопасности по эмиссии фталатов и других вредных веществ в атмосферу.

Но нонсенс в том, что ценник на европейские отделочные материалы (ассортимент здесь>>) в 1,5 – 2 раза превышает стоимость аналогов китайского и корейского производства, сертификаты которых вызывают сомнения. Плитка ПВХ по цене 800 рублей или 2000 рублей за квадратный метр — какую выберете вы?

Итак, безопасная для применения в быту продукция, содержащая ПВХ стоит дорого. Только и ее нагревать не советуют! Температура выше +60˚С провоцирует усиление выделения винилхлорида и тяжелых металлов (например, когда виниловая плитка греется от батареи или системы “теплый пол”, или от солнца на закрытой лоджии с южной стороны дома).

Еще один нюанс! В здании, где есть такие материалы не должно возникать пожара! Тление и горение поливинилхлорида сопровождается выделением диоксинов и тяжелых металлов. Химические ожоги, отравление, смерть — таковы последствия для людей, находившихся в здании с ПВХ при пожаре. В ряде случаев люди еще не чувствовали дыма и не знали о том, что опасный материал потихоньку тлеет, вызывая у них химические ожоги и отравление (из доклада Greenpeace от 1992 года).

Вред для всего живого

Конечно, мало кого в России волнуют вопросы экологии, но производство и утилизация ПВХ губительны для окружающей среды. В процессе производства сырье нагревают, что приводит к разложению вещества. В результате выделяется диоксин, хлористый водород, тяжелые металлы.

При переработке путем сжигания в атмосферу попадает диоксин, распространяющийся на тысячи километров от источника.

Закапывание в землю — тоже не лучший выход, вредные вещества попадают в подземные воды. Химическая переработка PVC в России также еще не получила распространения ввиду затратности и технических сложностей.

И что же теперь от всего из ПВХ отказаться?

На многое повлиять не в наших силах. Пикеты и митинги не помогают повлиять на выбросы от заводов и ТЭЦ, не уберут с дорог старые автомобили, отравляющие города. Но создать микроэкологию в своем жилье наших силах. Да, придется заморочиться и серьезно вложиться, но тут выбор за каждым человеком.

Многие переезжают от плохого воздуха в загородные дома, но при этом устанавливают туда ПВХ-потолки, стелят линолеум и клеят виниловые обои. Вот это вообще странно. Когда есть безопасные тканевые натяжные потолки, декоративная краска и штукатурка, бумажные обои, пробковые стеновые панели, полы из дерева, пробки, керамики и т.д.

Если все же вам не обойтись, например, без кварц-виниловых полов, удостоверьтесь в качестве приобретаемой продукции. Запросите сертификаты у продавца, почитайте отзывы.

Наши эксперты всегда готовы рассказать о напольных и настенных покрытиях, предоставить сертификаты, подобрать безопасное покрытие под ваш бюджет.

С пожеланиями здоровья, команда “Пол в доме”.

Автор статьи Алёна Самкова, эксперт по ПВХ покрытиям

Статья основана на исследованиях поливинилхлорида и изделий с его добавлением, информации Greenpeace, изучении состава и сертификации отделочных материалов на основе ПВХ

Поливинилхлорид — (ПВХ, полихлорвинил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.) пластмасса белого цвета, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе, но обладает малой морозостойкостью (–15°С). Нагревостойкость — +65°С.

Химическая формула: [-CH2-CHCl-]n.Международное обозначение — PVC.

Содержание

Физические свойства

Молекулярная масса 10-150 тыс.; Плотность — 1,35-1,43 г/см³. Температура стеклования 75-80 °С (для теплостойких марок до 105 °С), температура плавления — 150-220 °С. Трудногорюч. При температурах выше 110-120 °С склонен к разложению с выделением хлористого водорода HCl.

Растворяется в циклогексаноне, тетрагидрофуране (ТГФ), диметилформамиде (ДМФА), ограниченно – в бензоле, ацетоне. Не растворяется в воде, спиртах, углеводородах; стоек в растворах щелочей, кислот, солей.

Предел прочности при растяжении — 40-60 МПа, при изгибе — 80-120 МПа. Удельное электрическое сопротивление — 10 12 – 10 13 Ом·м.

Устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, бензина, керосина, жиров, спиртов, обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Получение

Получается суспензионной или эмульсионной полимеризацией винилхлорида, а также полимеризацией в массе.

Применение

Применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства листов, труб (преимущественно хлорированный поливинилхлорид), пленок, пленок для натяжных потолков, искусственных кож, поливинилхлоридного волокна, пенополивинилхлорида, оконных профилей, линолеума, обувных пластикатов, мебельной кромки и т.д.

Безопасность

Основной проблемой, связанной с использованием ПВХ, является сложность его утилизации – при сжигании образуются высокотоксичные хлорорганические соединения.

По истечении 10-ти лет использования включается обратная реакция, то есть материал самостоятельно начинает выделять хлорорганические соединения в окружающую среду. Современные технологии создают способы блокирования этого свойства ПВХ, но они пока малоэффективны.

См. также

  • Винипласт
  • Пластикат
  • Модификатор текучести

Ссылки

  • Всё о поливинилхлориде (ПВХ он же PVC). История, получение, свойства, переработка
  • Применение пластизолей ПВХ в современной индустрии игрушек

Литература

Химический Энциклопедический Словарь. Гл. ред. И.Л. Кнунянц. – М.: Советская энциклопедия, 1983 – 792 с.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • ПВС РФ
  • ПВО Сербии

Смотреть что такое “ПВХ” в других словарях:

ПВХ — поливинилхлорид хим. Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с. ПВХ программа вычисления хода Источник: http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?t=9089 ПВХ план видов характеристик … Словарь сокращений и аббревиатур

пвх — поливинилхлоридный Словарь русских синонимов. пвх сущ., кол во синонимов: 1 • поливинилхлоридный (1) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов

ПВХ — ПВХ, см. ПОЛИВИНИЛХЛОРИД … Научно-технический энциклопедический словарь

ПВХ — [пэвэх а], нескл., муж. и неизм. (сокр.: поливинилхлорид, поливинилхлоридный) … Русский орфографический словарь

ПВХ С — поливинилхлорид суспензионный хим. Источник: http://www.regnum.ru/expnews/227253.html … Словарь сокращений и аббревиатур

ПВХ — 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 … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

ПВХ — см. Поливинилхлорид … Естествознание. Энциклопедический словарь

ПВХ — поливинилхлорид … Словарь сокращений русского языка

ПВХ мембраны — полимерный гидроизоляционный материал на основе пластифицированного поливинилхлорида. Для придания ПВХ пластику необходимой гибкости в его состав вводят пластификаторы, а армирующая сетка из полиэстера придает необходимую прочность и предохраняет … Википедия

пвх-материалы — сущ., кол во синонимов: 1 • материал (306) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Что такое ПВХ (Поливинилхлорид)

Естественная природа богата ресурсами, красива, удивительна и обворожительна. Именно это заставило человека изучить ее и понять, что она состоит из множества мельчайших компонентов и веществ. Так появилась наука, именуемая химией.

С тех пор, как человек стал перемешивать природные элементы между собой, появилось множество искусственных материалов (на изображении см. суспензионный поливинилхлорид), которые получили широкое распространение во всех сферах жизнедеятельности. Одним из ярчайших представителей этого класса является поливинилхлорид (ПВХ).

Этот материал обладает яркими красками, способен в точности копировать естественные материалы (древесина, камень и пр.), имеет отличные прочностные характеристики, но, конечно, он не сравнится с изысканностью и величием матушки природы. Однако ПВХ имеет одно значительное преимущество – дешевизна.

Физические и химические свойства ПВХ

Поливинилхлорид – это пластмасса, не имеющая цвета. ПВХ приобрел широкую популярность среди потребителей за счет обладания отличной стойкости к маслам, кислотам и растворителям. Он не подвержен гниению, не выцветает под воздействием солнечных лучей, долговечен и способен имитировать внешний вид дорогих естественных материалов (в строительстве часто копирует дорогие породы древесины).

Атомы, входящие в состав молекулы ПВХ

Основные характеристики ПВХ:

  • температура деформации (стеклования) – 75-105 0 С;
  • теплопроводность – 0,159 Вт/м*К;
  • трудно горит на воздухе, но при высокой температуре (выше 120 0 С.) разлагается с выделением вредных веществ;
  • стойкость к низким температурам – не ниже -15 0 С;
  • растворяется в диметилформамиде, циклогексаноне, тетрагидрофуране, ацетоне и бензоле;
  • не растворяется в спиртах, углеводородах и воде;
  • устойчив к воздействию растворов солей, щелочей, кислот, масел, жиров;
  • обладает диэлектрическими свойствами (проницаемость при частоте тока 50 Гц – 3.5), удельное электрическое сопротивление – 10 12 Ом.*м.
  • предел прочности растяжения 40-50 мПа, изгиба – 80-120 мПа;
  • химическая формула: С2Н3CL;
  • международная аббревиатура PVC.

Продукты разложения ПВХ (окись углерода и хлористый водород), которые выделяются при нагревании материала оказывают токсичное влияние на организм человека, раздражают дыхательные пути и слизистую оболочку глаз.

Производство ПВХ

Получение поливинилхлорида – это сложный технологический процесс, который сопровождается химическими реакциями. Простейший алгоритм производства можно описать несколькими последовательными операциями:

  1. Растворить поваренную соль в воде и с помощью процесса электролиза получить хлор.
  2. Из газа или нефти получают этилен.
  3. С помощью химической реакции производят соединение хлора и этилена. Полученное вещество называется дихлорид этилена.
  4. Из дихлорида этилена производят винилхлорид – это основной элемент для получения ПВХ.
  5. Путем полимеризации винилхлорида производят ПВХ.

Существует 3 способа полимеризации винилхлорида:

  • суспензионная;
  • эмульсионная;
  • полимеризация в массе.

Суспензионная полимеризация происходит в специальном реакторе. Винилхлорид размешивается с водой и заливается в реактор, затем добавляется защитный коллоид. Реактор – это герметичная емкость. В ней происходит нагрев смеси до 45-600С, данная температура постоянно поддерживается в течение процесса полимеризации, которая происходит в каплях винилхлорида.

По завершении процесса получаются пористые гранулы размером 100-300 мкм. – это и есть ПВХ. Однако после его получения необходимо произвести фильтрацию, сушку, просеивание и фасовку.

Эмульсионная полимеризация происходит в результате растворения в воде персульфатов с добавлением эмульгаторов (сульфонатов). Процесс протекает следующим образом: в реактор поступает водный раствор и винилхлорид, затем происходит нагрев эмульсии до 45-600С. и постоянное равномерное перемешивание.

В результате происходит образование латекса с мелкими крупицами ПВХ (0.5 мкм). Частицы ПВХ оседают на дне реактора, откуда они отводятся в распылительную камеру для просушки и просеивания. Полученный порошок – ПВХ.

Полимеризация в массе протекает в 2 ступени. Первая – это полимеризация винилхлорида до получения тонкой взвеси частиц поливинилхлорида. Вторая – это нагрев полученной взвеси в реакторе с добавлением специальных химических элементов (мономеров и инициаторов). В результате получаются частицы ПВХ размером 100-300 мкм. Затем материал фильтруют, производят азотную продувку и просеивают.

Что делают из ПВХ

Полученный любым из способов поливинилхлорид – это основное сырье для изготовления конечной продукции. Область применения ПВХ не знает границ. Это обусловлено множеством его преимуществ: безвредность для здоровья человека, стойкость ко многим химическим веществам, физическая прочность, бесцветность (отличная прозрачность и возможность окрашивания в яркие цвета), дешевизна.

ПВХ и медицина

Применение ПВХ в современной медицине стало практически незаменимым. Из него изготавливают: медицинские стерильные резервуары для крови и органов, перчатки и маски, катетеры, трубки различного назначения, медицинские приборы, хирургические шины, упаковки для лекарств.

Другими словами, ПВХ смог полностью заменить стекло и резину, что позволило снизить цену инвентаря и сделать множество инструментов одноразовыми и стерильными. При этом ПВХ не вступает в реакцию с фармацевтическими веществами, человеческой кровью и не оказывает негативного влияния на них.

Медицинские инструменты из ПВХ

Как используется ПВХ в автомобильном производстве

ПВХ применяют в машиностроении для изготовления уплотнений, изоляционных покрытий, стильной и яркой отделки салона, корпусов для приборной панели. Полимеры заменили в автомобилях и другой технике резиновые, металлические и стеклянные материалы без ущерба надежности и эстетичности, но при этом значительно снизился вес техники и ее стоимость, что является несомненным преимуществом.

Читайте также:  Профильная труба 40 на 40: технические характеристики и области применения

ПВХ и строительство

ПВХ – это основной элемент множества строительных материалов. Его преимущества в сравнении с аналогами: устойчивость к воздействию многих химических веществ, устойчивость к влажности, обладает хорошими физическими свойствами (прочность, гибкость, эластичность, легкий вес), способность заменить (скопировать) дорогостоящие материалы, яркие и разнообразные цветовые гаммы. Изделия из ПВХ легко монтировать и ремонтировать, возможна частичная замена поврежденного участка. ПВХ дешевле всех аналогичных материалов.

Строительные материалы из ПВХ

ПВХ в строительстве: линолеум, плитка для пола пвх, напольные, потолочные и настенные платы (ламинат), оконный профиль, натяжной потолок, трубы ПВХ, фитинги, тенты, гидроизоляционные уплотнители, герметики, лакокрасочные вещества, кровельные покрытия, двери и т.д.

ПВХ как материал для изготовления потребительских товаров

ПВХ – это находка для дизайнера, ведь этот материал может принять любую форму, текстуру, жесткость и цвет. Вариаций для изготовления дизайнерских форм ограничивается только человеческой фантазией. При этом цена готовой продукции доступна для любого кошелька.

Потребительские изделия из ПВХ

Из ПВХ изготавливают одежду (искусственная кожа и резина) спортивный инвентарь (экипировка, мячи и пр.), мебель, садовые шланги, перчатки, кредитные и телефонные карты, надувные лодки, рюкзаки, игрушки надувные и мягкие. ПВХ является основой для изготовления всевозможных упаковок для продуктов питания и вещей быта.

Повторное использование ПВХ

Было перечислено множество преимуществ, принадлежащих искусственному материалу ПВХ. Однако один его яркий минус – это его искусственность, то есть он не может перерабатываться в природе естественным путем, что приводит к загрязнению окружающей среды. Но есть отличное решение этой проблемы.

Отходы ПВХ

Переработка отходов поливинилхлорида позволяет избежать негативного влияния на окружающую среду и вторично использовать эти отходы для производства новой продукции. Процесс переработки производится в несколько этапов: мусор сортируется, измельчается, прессуется, проходит химическую переработку, затем под воздействием определенной температуры превращается в единую массу второсортного ПВХ. Этот материал используется в производстве упаковок, различных деталей для автомобилей и т.д.

В качестве заключения можно сказать, что природные ресурсы и настойчивость человека к изучению нового и неизведанного привели к разработке отличного материала для изготовления предметов быта. И если отнестись с должной ответственностью к эксплуатации этого материала, то можно сохранить нашу планету чистой и сберечь естественные ресурсы от полного исчерпания.

Поливинилхлорид (ПВХ): свойства и области применения

Поливинилхлорид (сокращенно ПВХ) — еще один искусственно синтезированный полимерный термопластичный материал. Существует несколько подходов к полимеризации, в ходе которых можно получить разные продукты, отличающиеся по своим свойствам.

Все виды поливинилхлоридных материалов можно разделить на два типа:
— непластифицированные ПВХ (обозначаются PVC-R, PVC-U, RPVC);
— пластифицированные ПВХ (PVC-F, PVC-P, FPVC).

Физические свойства поливинилхлорида следующие: это белый по цвету порошок, который не имеет запаха и вкуса. У ПВХ отличная прочность и ярко выраженные диэлектрические свойства. Химическая формула вещества — (-СН2-CHCl-)n , в которой n обозначает степень полимеризации.

У поливинилхлорида выраженная стойкость к растворению в воде, кислотах, щелочах, маслах, спиртах. Но этот материал можно растворить в эфире, ацетоне, хлорпроизводных углеводородов, ароматических растворителях.

ПВХ можно смешивать с пластификаторами (фталаты, фосфаты, себацинаты), окислителями и прочими веществами, так как он достаточно стойкий. Кроме этого, это вещество не поддерживает горения. ПВХ заслужил достойное внимание в стройке, так как его теплостойкость — одна из лучших в классе. А при сильном нагревании материал разлагается на ряд простых слагаемых.

Физико-химические свойства поливинилхлоридов следующие:
— материал самовоспламеняется только при резком увеличении температуры до 1100 С;
— температура простого воспламенения — 500 градусов, при этом вспышка достигает 624 С;
— плотность материала составляет 1,34 г/см3;
— плотность насыпного типа — 0,4-0,7 г/см3;
— температура стеклования — 70-80 С;
— температура разложения — 100-140 С.

Экологические показатели материала

У ПВХ практически отсутствует токсичность. Из негативных моментов воздействия стоит отметить раздражение дыхательной системы, а также слизистой глаз из-за этого материала. Поэтому государство установило его предельную концентрацию в воздухе помещения, которая составляет до 6 мг/м3.

Пыль ПВХ, которая осела на различные предметы, легко загорается. А если полимер нагреть до температуры более 150 °С, он разрушается на хлористый водород и окись углерода. Оба вещества являются крайне опасными для человека.

Поливинилхлорид по своим свойствам аморфный. Другие же характеристики материала зависят от способа его получения, который может быть суспензионным, эмульсионным и блочным.

Поливинилхлорид, полученный суспензионным методом (PVC-S) отличается узким молекулярно-массовым распределением, этот полимер не ветвится, он сравнительно чистый химически. По физическим свойствам отличается небольшим водопоглощением, отличной свето- и термостойкостью, оптимальными диэлектрическими свойствами.

У эмульсионного ПВХ (PVC-E) молекулярно-массовое распределение уже широкое, примесей в материале много, диэлектрические свойства значительно хуже, водопоглощение высокое, а свето- и термостойкость значительно уступают таковым у суспензионного ПВХ.

ПВХ может длительно эксплуатироваться при температуре не более 60 С. Что же касается нижних пределов, то для FPVC они составляют -60 С, а для RPVC -15 С. Стеклование у полимера происходит при температуре 70-105 С. Другие же характеристики сильно отличаются у разных материалов. В целом, можно сказать, что FPVC отличается высокой эластичностью, а RPVC — прочностью и жесткостью.

Суспензионные ПВХ отличаются своими диэлектрическими свойствами. Лучше, чем у них, они выражены у PP, PS и PE.

У непластифицированного пластика хорошая химическая индифферентность. Он не взаимодействует с бензином, промышленными маслами, щелочами и кислотами. Растворить вещество можно только при нагревании в хлорбензоле, дихлорэтане и тетрагидрофуране. Пластифицированный ПВХ имеет характеристики несколько похуже.

ПВХ имеет сравнительно недавнюю историю, так как его получили, как и все полимеры, в прошлом веке. Так, Бауман, воздействуя солнечным светом на винилхлорид, получил данный материал. А спустя время, в 1930 году, немецкие ученые начали промышленное производство ПВХ.

Поливинилхлорид входит в число базовых полимеров, то есть является крайне важным и незаменимым для промышленности и жизнедеятельности человека. Получают ПВХ из смеси хлора (около 57%) с нефтью (остальное количество).

Если быть точнее, поливинилхлорид получают из хлора (его добывают прямо на месте производства путем электролиза поваренной соли) взаимодействием с этиленом. Производство полимера осуществляется так: начинается получением хлора из раствора поваренной соли. Для этого на электроды подают электрический заряд, который разлагает вещество на хлор, водород и каустическую соду.

Параллельный процесс предполагает получение этилена из нефти. Это так называемый крекинг. Затем полученные хлор и этилен объединяют в одном реакторе. В ходе реакции получается промежуточный продукт дихлорид этилена. Его преобразуют в винилхлорид, который затем полимеризуют до получения конечного продукта. В итоге получается длинная полимерная цепь ПВХ, которая физически выглядит как гранулят. К нему добавляют различные добавки, чтобы получить материал тех свойств, что нужно. За счет того, что ПВХ может существовать в разных видах и формах, он широко применяется в быту и промышленности.

ПВХ — наиболее успешный коммерческий полимер. Таким он был ранее, начав применяться одним из первых, остался подобным и сейчас. Он на втором списке по востребованности из полимеров после полиэтилена. Необходимость в нем заключается в универсальности свойств материала, ведь его используют для производства медицинских изделий, игрушек, теплоизоляционных материалов, оконных рам и прочего оборудования.

Как уже упоминалось, ПВХ полимеризуют тремя способами:
— суспензионный;
— эмульсионный;
— блочный.

Суспензионное производство ПВХ заключается в вальцевании изделия, экструзии, литье под давлением и дальнейшем прессовании. Полученный таким образом поливинилхлорид производится для дальнейшего использования в мягких, полумягких и жестких изделиях из пластмасс.

Что же касается эмульсионного ПВХ, то для его переработки в изделия также используется литье под давлением, экструзия, вальцевание и прессование. Кроме того, из него можно получить мягкий продукт с помощью пластизоля.

Последний тип ПВХ перерабатывается методами вальцевания, прессования и экструзии.

Эмульсионный поливинилхлорид становится с каждым годом менее востребованным, так как это менее качественный продукт. Применяют его разве что для производства пластизоля. Суспензионный ПВХ наоборот увеличивает свою востребованность. Из него делают трубы, оконные рамы, листы, бутыли, пленку, прочие предметы и товары. На данный момент из суспензионного ПВХ делают до 80% изделий из поливинилхлорида.

Сферы применения ПВХ

Поливинилхлорид в медицине

В этой сфере опыт использования ПВХ колоссальный — более 50 лет. И с каждым годом востребованность в этом материале увеличивается. Изначально данный полимер начал применяться в изделиях медицинского назначения, когда остро появилась нужда заменить стекло и резину, которые приходилось постоянно стерилизовать, на одноразовые предметы. Идеальным веществом для их производства выявился поливинилхлорид, который отличается химической инертностью, стабильностью, безопасностью. Он прост в производстве, легко обрабатывается, из него можно сделать разные изделия. Медицинские предметы из ПВХ применяются даже внутри тела человека, настолько они безопасны. Они легко поддаются стерилизации, достаточно прочные и надежные.

Хоть полимеры заслужили себе не очень хорошую славу, ПВХ является безальтернативным материалом в медицине. И все здравоохранительные учреждения мира, проводящие исследования его безопасности, утверждают о безопасности и практичности поливинилхлорида.

Из ПВХ производят следующую медицинскую продукцию:
— емкости для сбора крови и транспортировки внутренних органов;
— трубки для кормления;
— катетеры;
— хирургические маски, перчатки, шины;
— упаковки для пилюль и таблеток;
— тонометры и т. д.

Почему же ПВХ является незаменимым и безальтернативным материалом для медиков? Причин тому несколько. Во-первых, вся медицинская продукция должна быть нетоксичной и соответствовать международным стандартам. Именно ПВХ среди других полимеров имеет разрешения Евросоюза и свидетельства абсолютной медицинской безопасности.

Следующий момент, который должен обязательно присутствовать в изделиях медицинского назначения — их абсолютная химическая стабильность. Контейнеры не должны изменять своих свойств под воздействием различных жидкостей, тем более, они не должны разрушаться или растворяться в них. Особенно это касается материалов, которые используются для сбора и переливания донорской крови. Они должны быть химически совместимы с ней.

Изделия из ПВХ могут быть достаточно прозрачными, если нужно — цветными. Кроме того, эти материалы обладают необходимой степенью прочности и гибкости при широком диапазоне температур и давлений. Поливинилхлорид отличается стойкостью к воздействию любых лекарственных веществ и легко переносит контакт с ними, не вступая в химические реакции. Из ПВХ можно сделать продукцию любого типа и формы, а именно жесткую, гибкую, мягкую и т. д.

Для медицинских материалов важной составляющей является их доступность. И ПВХ — лучший выбор по этому критерию, ведь это самый дешевый полимер.

ПВХ в транспортной индустрии

Поливинилхлорид не менее широко используется в изготовлении автомобильного транспорта. Наряду с полипропиленом он является самым востребованным полимерным материалом.

Так, из поливинилхлорида делают уплотнители для различных автомобильных деталей, покрытия, изоляцию для проводов, используют его в оформлении салона, приборных панелей, автомобильных дверей, подлокотников и т. д.

ПВХ — долговечный материал, поэтому те автомобили, в которых он используется, имеют гораздо больший срок эксплуатации. Так, до применения поливинилхлорида авто эксплуатировались около 11 лет, сейчас же средний срок составляет 17 лет. А это значит, что если автомобиль прослужит дольше, то будет меньше потребностей в производстве новых, что положительно отражается на экономии ресурсов и экологической ситуации.

ПВХ имеет еще одно несомненное преимущество для применения в автомобилестроении. Он облегчает массу автомобиля, не снижая при этом его прочность, что позволяет уменьшить расход топлива.

Благодаря применению поливинилхлорида автомобили стали более безопасными, так как его используют для создания защитных обшивок, подушек безопасности. А за счет того, что ПВХ стойкий к воздействию огня, это с еще одной стороны увеличивает безопасность водителя и пассажиров при эксплуатации автомобиля.

ПВХ — материал, которому можно придать любую форму и внешний вид, поэтому он активно применяется в дизайне автомобилей. После того, как для отделки салона начал использоваться поливинилхлорид, автомобили стали более комфортными, привлекательными, респектабельными. Современные ПВХ настолько совершенные, что могут имитировать натуральную кожу и быть практически идентичными по свойствам и внешнему виду ей. Этот материал обладает активными шумоизоляционными свойствами.

Итак, применение ПВХ при производстве автомобилей позволяет удешевить производство, сохранив при этом по максимуму качество.

В среднем, современный автомобиль, эксплуатируемый в Западной Европе, имеет в себе около 16 кг поливинилхлорида. Если посчитать, сколько стоит ПВХ, какова цена на авто и стоимость его производства, выходит сумма оценки ПВХ, используемого в авто Западной Европы, в 800 млн евро ежегодно. Если посчитать сумму ПВХ на автостроение по всему миру, то она будет составлять не менее 2,5 млрд евро, что говорит о востребованности и перспективности этого материала.

Использование ПВХ в строительстве

Поливинилхлорид — самый востребованный и популярный полимер в строительной индустрии. Так, в Европе более 50% всех строительных материалов составляет ПВХ, а в США — более 60%. Это обусловлено его преимуществами, которые кроме ПВХ имеют частично дерево и глина.

Итак, строительные ПВХ имеют следующие преимущества:
— высокая прочность;
— износоустойчивость;
— легкость;
— стойкость к коррозии;
— жесткость;
— возможность эксплуатации в любых погодных условиях;
— огнеупорность.

ПВХ не горит сам по себе. Как только действие огня прекращается, горение и тление материала немедленно устраняется. А это значит, что использование этого вещества позволяет существенно повысить пожарную безопасность помещения. ПВХ применяется и для изоляции электрических проводов, так как не проводит ток.

ПВХ — очень долговечный материал, который может прослужить десятилетия. Именно поэтому его выбирают для возведения долгосрочных конструкций. Так, трубы из ПВХ могут прослужить около 40 лет, а сейчас создаются материалы, способные выдержать и столетнюю эксплуатацию. Те же самые эксплуатационные характеристики имеют оконные рамы и другие изделия.

ПВХ для строительства также является дешевым материалом, чем выгодно отличается на фоне конкурентов. Изделия из него легче, чем из железа, бетона, а прочность их не уступает. А это значит, что ПВХ выгоднее использовать, ведь он легче, поэтому на его установку и эксплуатацию потратится меньше средств, энергии, топлива. Более того, материал значительно длительнее эксплуатируется, чем дерево и железо, что также наводит на мысль об экономии.

Из поливинилхлорида производят множество детских игрушек. Так, из него делают такие изделия: куклы, игрушки для водных игр, мячи, бассейны и так далее. Как правило, ни одну мягкую игрушку не производят без использования поливинилхлорида. Это еще раз говорит о безопасности материала, ведь он может контактировать с детьми, не причиняя им вред.

ПВХ и потребительские товары

ПВХ используется не только для медицинских изделий, игрушек, автомобилей и строительных товаров, но имеет и более широкое применение. Его можно встретить практически во всех предметах быта. А это мебель, линолеум, обувь, спортивный инвентарь, кредитные карточки, одежда, рюкзаки, сумки и прочие изделия.

Упаковка из ПВХ

Одной из самых глобальных сфер, где используется ПВХ, является производство упаковки. Так, только лишь в Европе ежегодно производится 250 тыс. тонн этого материала для упаковочных материалов. А это и жесткая, и гибка пленка, бутылки с крышками для них, прочие изделия. Таким образом, ПВХ — крайне востребованный полимер.

Ссылка на основную публикацию