Поливинилхлорид свойства и применение

Содержание

Поливинилхлорид – что это такое: где применяют и как получают материал, температура плавления

Поливинилхлорид свойства и применение

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.

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.

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.

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.

: изделия из ПВХ

Изделия из поливинилхлорида очень крепко вошли в жизнь современного человека и не собираются ее покидать. Чтобы не стать жертвой компонентного состава (который не всегда способен добавить здоровья), рекомендуется пользоваться сертифицированной продукцией, изготовленной по всем стандартам.

Источник: https://stroim.guru/materialy/pvh-polivinilhlorid-chto-eto-takoe.html

Поливинилхлорид (ПВХ): что это такое, свойства, применение, получение

Поливинилхлорид свойства и применение

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.

Источник: https://punktpriema.ru/articles/chto-takoe-polivinilhlorid-pvh.html

Поливинилхлорид (ПВХ)

Поливинилхлорид свойства и применение

Поливинилхлорид ( ПВХ , полихлорвинил, винил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.

) — бесцветная, прозрачная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям.

Не горит на воздухе и обладает малой морозостойкостью (−15 °C). Нагревостойкость: +65 °C.

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

Физические и химические свойства

Молекулярная масса 9-170 тыс.; плотность-1,35-1,43 г/см³. Температура стеклования-75-80 °C (для теплостойких марок — до 105 °C), температура плавления-150-220 °C. Теплопроводность — 0,159 Вт/м·К. Трудногорюч. При температурах выше 110-120 °C склонен к разложению с выделением хлористого водорода HCl. При внесении в пламя придаёт ему зеленоватый оттенок ввиду присутствия хлора.

Растворяется в циклогексаноне, тетрагидрофуране (ТГФ), диметилформамиде (ДМФА), дихлорэтане, ограниченно — вбензоле, ацетоне. Не растворяется в воде, спиртах, углеводородах (в том числе бензине и керосине). Устойчив к действию кислот, щелочей, растворов солей, жиров, спиртов, обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Предел прочности при растяжении-40-50 МПа, при изгибе-80-120 МПа. Удельное электрическое сопротивление-10 12 -10 13 Ом·м. Диэлектрическая проницаемость (при 50 Гц)-3,5.

Тангенс угла потерь порядка 0,01-0,05.

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, линолеума, грязезащитных ковриков, обувных пластикатов, мебельной кромки и т. д. Также применяется для производства грампластинок (то есть виниловых), профилей для изготовления окон и дверей.

Поливинилхлорид также часто используется в одежде и аксессуарах для создания подобного коже материала, отличающегося гладкостью и блеском. Такая одежда широко распространена в альтернативных направлениях моды, среди участников готической субкультуры и сторонников сексуального фетиша.

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

Моющиеся обои покрываются плёнкой из ПВХ с лицевой стороны, для того, чтобы сделать их непромокаемыми.

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

Широко применяется в рекламе: для оформления витрин магазинов и торговых точек, создания рекламных баннеров и плакатов.

Служит сырьём для производства различного рода продукции от грампластинок и плакатов до наклеек. Слоем ПВХ покрыта металлическая сетка восьмиугольника, где проводят соревнования по MMA.

Из ПВХ также делают презервативы для людей с аллергией на латекс .

Поливинилхлорид используется в производстве трикотажных рабочих перчаток для нанесения различных рисунков на трикотажную основу. ПВХ-рисунок на перчатке позволяет обеспечить хороший захват при выполнении различных работ, предотвращает процесс скольжения, увеличивает износостойкость продукции.

Поливинилхлорид используется для производства хлорированного поливинилхлорида, обладающего самыми высокими характеристиками огнестойкости и самой высокой температурой воспламенения (482 °С) среди термопластов.

Физические особенности

особенность материала ПВХ – это прочность. По своим свойствам поливинилхлорид практически не подвергается деформациям и другим механическим напряжениям. Сама же степень прочности данного материала зависит от строения макромолекул, а также от структуры полимера.

Материал ПВХ – характеристика

Данное вещество характеризируется как негорючий термопластичный материал, который хорошо поддается механической обработке на обычных станках и легко сваривается горячим воздухом при температуре 200-300 градусов Цельсия.

Кроме этого, он может приклеиваться к различным видам клея (зачастую это средства на основе перхлорвиниловой смолы). Более того, данный материал может быть приклеен к деревянным, бетонным и металлическим изделиям.

ПВХ не боится воздействия многих видов кислот, а также алифатических, хлорированных и ароматических углеводородов. Прочность клеевых и сварных соединений составляет порядка 85-90 процентов от прочности самого материала.

Благодаря своей высокой прочности на упругость и изгиб поливинилхлорид широко востребован среди рыбаков, которые кустарным способом изготовляют верхние части спиннингов, а также зимние удочки. Как показывает практика, подобные изделия не теряют своих свойств даже при температуре минус 45 градусов Цельсия.

Диэлектрические свойства

Перечисляя свойства ПВХ , также необходимо отметить тот факт, что поливинилхлорид является хорошим диэлектриком (не проводит через себя электрический ток).

Однако при нагревании до температуры 85 и более градусов Цельсия данный материал быстро теряет эти свойства.

Что касается веса, то по плотности ПВХ является более тяжелым, нежели полиэтилен, однако легче, чем фторопласт и фенолформальдегидный пластик.

Высокая пожаростойкость ПВХ достигается за счет использования в его производстве такого компонента, как хлор. Именно он снижает риск горючести жесткого поливинилхлорида.

Химические свойства

Как мы отметили ранее, ПВХ практически неуязвим к воздействию некоторых видов кислот. Это действительно так – поливинилхлорид не изменяет свои свойства при действии щелочей, бензина, керосина, растворов солей и металлов.

Также до 60 градусов Цельсия данный материал устойчив к соляной и муравьиной кислоте. ПВХ стоек к окислению и воздействию глицерина, жиров и гликолей. Что же касается спиртов, то поливинилхлорид не растворяется в этиловом и метиловом спиртах, высших алкоголях, а также смазочных и растительных маслах. Не уязвим он и к воздействию кислых сточных вод.

Где он применяется?

Что такое ПВХ, мы уже выяснили, теперь поговорим о том, в каких отраслях данный материал применяется.

Поливинилхлорид нашел широкое применение в производстве гибких пластиковых листов (для отделки стен и покрытия полов), пленки, защитных перчаток и многих других материалов и изделий.

Из жесткого непластифицированного поливинилхлорида производятся трубы, неуязвимые к воздействию коррозии, а также некоторые детали дверей и окон. В области электротехники данный материал служит для изоляции проводов.

Делают из него также игрушки, канцелярские и спортивные товары. Волокна поливинилхлорида применяются для изготовления рыболовных сетей, медицинского белья, трикотажа и различных фильтровальных технических тканей. Как видите, ПВХ применяется практически во всех отраслях промышленности и быта.

Характеристика изделий из ПВХ

На российском рынке наиболее часто можно встретить такие товары из поливинилхлорида:

  1. Обувь ( сапоги , подошва ботинок и т.д.)
  2. Напольное покрытие (иными словами – линолеум).
  3. Пленка.
  4. ПВХ-панели.

Ниже мы кратко рассмотрим каждый из этих вышеперечисленных типов изделий.

Что такое ПВХ-покрытие? Это поверхность в которой были использованы специальные ПВХ-плитки, предназначенные для укладки пола. Могут иметь как простую квадратную, так и конструкцию сложной формы.

ПВХ-пленка – что это такое? По своим свойствам она являет собой высокопрозрачный, гибкий и немного тянущийся материал. Как и все остальные изделия она устойчива к спиртам и кислотам, однако обладает уникальной способностью пропускать кислород. Именно поэтому тара, упакованная в эту пленку, долго не теряет свого товарного вида.

Что такое ПВХ-панели? Это материал, который применяется для отделки потолков и стен в различных помещениях. Зачастую используется для обшивки стен на кухне и в ванной комнате.

Как поливинилхлорид влияет на организм человека?

Сам винилхлорид характеризуется как очень сильный яд, при горении выделяющий токсичные вещества. На человека данное вещество оказывает терато-, канцеро- и мутагенное действие. В результате многочисленных исследований учеными было доказано, что воздействие ПВХ на человека вызывает рак в различных органах и тканях (в т.ч.

мозг, легкие и печень), а также нарушает лимфатическую и кроветворную систему. При постоянном действии в высоких концентрациях винилхлорид может вызвать даже паралич нервной системы вплоть до полной остановки дыхания. Однако современные производители учли все эти свойства и потому производят ПВХ по особой технологии.

Современные изделия из поливинилхлорида (если они качественные) не оказывают такого страшного влияния на человека.

Источник: https://forma-odezhda.ru/encyclopedia/polivinilhlorid-pvh/

Химические свойства и применение поливинилхлорида

Поливинилхлорид свойства и применение

Отнести такое химическое вещество, как поливинилхлорид в категорию полимеров сможет любой, кто изучал химию. Несколько сложнее будет сразу назвать присущие этому химическому соединению свойства. Но основные качества поливинилхлорида не будут существенно отличаться от аналогичных, которые присущи большинству полимеров.

Химическая природа вещества

Очень часто сокращенное обозначение описываемого полимера выглядит как ПВХ, хотя так же в обиходе присутствуют и такие характерные названия, как винил, полихлорвинил.

Уже эти сокращения отражают ту химическую формулу, которая и образует этот материал. На практике, в то же время, используют и некоторые другие обозначения – виннол, вестолит, сумилит и другие.

Так что же на самом деле можно ответить по поводу вопроса – поливинилхлорид, что это такое?

Химическая формула вещества выглядит как «-CH2-CHCl-».

Исходя из химической формулы, при температуре 110-120 °С из вещества активно выделяется хлористый водород (HCl). При этом, как такового горения не наблюдается.

Изменение формы и структуры вещества можно назвать скорее разложением.

Характерно, что при утилизации под действием высокой температуры, поливинилхлорид образует канцерогены (фосген, диоксины), которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду.

Среди основных химических свойств поливинилхлорида можно выделить такие характерные показатели:

  • химическая нейтральность к взаимодействию: вода, спирты, органические углеводороды;
  • устойчивость к химическим соединениям: кислоты, щёлочи, растворы солей;
  • проводимость электрического тока – диэлектрик.

По отношению к температурным колебаниям, можно отметить относительно высокую стойкость к высоким температурам – до 65 °С, но при отрицательных температурах материалы, изготовленные из ПВХ, приобретают некоторую хрупкость.

Основные физические показатели настоящего полимера имеют различные значения, в зависимости от способа получения и сферы применения конечного продукта.

Можно сравнить некоторые свойства на примере жесткой и пластичной разновидности материала, которые применяют в различных условиях:

  • плотность, г/см3 – 1,35-1,43 для винилпласта и 1,18-1,30 – для пластиката;
  • модуль упругости при растяжении, МПа – 2600-4000 и 7-8 соответственно;
  • относительное удлинение, % – 5-44;
  • прочность при растяжении (сжатии), МПа – 40-70 (60-160) для винилпласта, 10-25 (6-10) – для пластиката.

Как видно из приведенных сведений, область применения поливинилхлорида может быть самая широкая, поскольку материалу можно придать свойства, необходимые для производителя.

Разновидности материала

Среди основных разновидностей поливинилхлорида можно назвать такие известные марки:

Для группы винилпластов

Эта группа полимера в своём составе использует сразу несколько компонентов, которые оказывают необходимое влияние на конечные свойства:

  • парафины и воски увеличивают текучесть материала;
  • эластомеры повышают ударную вязкость;
  • термостабилизаторы, цветостабилизаторы повышают сопротивление действию высоких температур и прямых солнечных лучей.

Названные свойства позволяют изготавливать тару для пищевых и промышленных продуктов, трубы, строительные материалы. Эти материалы могут приобретать как конечную объёмную форму, так и легко подвергаться любой обработке – от механического воздействия до склеивания или литья.

Для группы пластикатов

В состав материала вводятся пластификаторы, которые придают поливинилхлориду необходимую пластичность, возможность удлиняться. Эти свойства активно используются при изготовлении изоляции проводов и кабелей, полимерных плёнок.

Особенности применения на практике

Развитие техники и технологий позволили под другим углом взглянуть на описываемый полимер, и ответить на вопрос поливинилхлорид, что это такое. Несмотря на ощутимое преимущество некоторых полимеров перед поливинилхлоридом, этот материал находит в последнее время всё новое применение.

Винипласт, наряду с использованием в качестве материала для хранения пищевых материалов, активно используется в строительстве.

Наиболее распространённым примером применения является изготовление оконных рам и дверей, известных под общим названием – ПВХ. Также широко используется поливинилхлорид в качестве исходного материала для изготовления водопроводных, вентиляционных труб, облицовочного материала.

Пластикаты имеют ещё более разветвлённую структуру изделий благодаря отличным физико-химическим свойствам. Так, при изготовлении сложных технических изделий этот материал удачно применяется в качестве уплотнителя.

В последнее время всё активнее эта разновидность полимера используется в качестве недорогого заменителя кожи. Так называемая искусственная кожа обладает не только необходимой прочностью, но и является достаточно гладким и блестящим материалом. В тоже время необходимая пластичность используется при производстве линолиумов, шлангов.

Широко применение пластичного поливинилхлорида в медицине. Из этого материала изготавливают трубки, используемые при переливании крови, изготовлении некоторых систем и инструментов.

В качестве заключения

Наибольшую известность поливинихлориду принесли носители звука – грампластинки. Однако с тех пор разработано и внедрено множество самых различных материалов.

Свойства поливинилхлорида позволяют наделять его необходимыми свойствами.

К примеру, дополнительное хлорирование позволяют поднять температуру воспламенения до 482 °С, а значит сфера использования материала может ещё больше быть расширена.

Подтверждением этого явления можно назвать применение поливинилхлорида в качестве донора хлора. Это явление широко используется в пиротехнике.

В этой статье предлагаем познакомится с одним из самых распространенных полимеров – поликарбонатом.

Источник: https://polimerinfo.com/polivinilhlorid/polivinilhlorid-chto-eto-takoe.html

Что такое поливинилхлорид?

Поливинилхлорид свойства и применение

Поливинилхлорид – это прозрачная пластмасса, не имеющая цвета. Отличается значительной химической устойчивостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям.

В процессе переработки нефти образуется газ.

Расщепляя его на углеводороды, а затем соединяя в новые органические цепочки с помощью катализаторов (поваренной соли (хлора), пластификаторов и эмульгаторов), образуется твердое вещество.

Поливинилхлорид является конечным продуктом переработки этиленового газа, широко применяется фактически во всех сферах деятельности человека и характеризуется высокой прочностью, долговечностью и инертностью ко многим веществам.

Полимеризация винилхлорида выполняется постепенно, постепенно образуется бесцветный гранулированный порошок, дисперсностью от 100 до 200 мкм. Размер и форма зависят от способа получения. Далее материал доставляется на производство, где последующая технология определяет область применения ПВХ.

Применение поливинилхлорида в различных областях

Рисунок 1. Где применяется поливинилхлорид?

Сложно найти сферу, где бы не применялся этот материал:

  • Строительство. Твердый ПВХ активно используется в строительстве, где применяется в контурах окон и дверей. Мягкий ПВХ применяется в производстве линолеума, шлангов, пленки и отделочных материалов.
  • Инженерные коммуникации. Обычный пластик – непластифицированный поливинилхлорид (нПВХ) или винипласт – используется для изготовления труб. По многим факторам он выгодней и лучше металла.
  • Предметы быта. Поливинилхлорид в быту применяется в крепежах, элементах мебели и декора.
  • Пищевая отрасль – это отдельное направление, где разработаны несколько видов пластика для использования в разных температурных режимах.
  • Авто промышленность. Детали и элементы автомобилей.
  • Продукция для детей, а именно детские игрушки.
  • Медицина. Целые инструменты или их компоненты, емкости, шприцы разового применения.
  • Аграрная и промышленная отрасль.

Преимущества

Уникальность материала подчеркивается его обширным применением. После затвердевания ПВХ остается очень пластичным и способен не ломаться от статистических и динамических нагрузок.

Вторым весомым преимуществом является его малый вес. Благодаря плотности 1,4 г/см³ продукция из поливинилхлорида имеет повышенную прочность, даже при малой ширине. Из-за этого все изделия из ПВХ, отличаются незначительным весом по сравнению с другими материалами.

Поливинилхлорид обладает невероятной гибкостью в производстве от полиэтиленовых пакетов до пластика из автомобилей. Это все достигается за счет модифицирующих веществ, которые можно добавлять.

Одно из главных качеств – это способность к утилизации и переработки вторсырья.

Виды поливинилхлорида

Сырьевой порошок имеет один состав, свойства и вид. Но очень отличаются механические 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.

Маркировка

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.

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.

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: сбор пластика, сортировка, измельчение, прессовка, химическая переработка, затем под воздействием определенной температуры превращается в единую массу второсортного ПВХ.

Этот материал используется в производстве упаковок, различных деталей для автомобилей и т.д.

Безопасность для здоровья человека

ПВХ может применятся в различных видах и формах. При этом безопасность человека от контакта с этими материалами не пострадает, так как поливинилхлорид имеет в своей структуре звено, в состав которого входит молекула хлора C2H3Cl. При производстве применяются специализированные присадки, которые осуществляют блокировку 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.

Химические и физические свойства

Рисунок 1. Химические свойства поливинилхлорида

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.

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

Часто возникает вопрос, что лучше – поливинилхлорид или полиуретан. Любой производитель строит 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.

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

Не смотря от того, что изготавливают из поливинилхлорида, любой товар маркируется. Исходя из количества модификаций этого материала, не всегда безопасное их применение, важно понимать, что любую из маркировок необходимо применять по правильному назначении. В частности это относится к пищевому и бытовому пластику.

Производство поливинилхлорида

Как изготавливают поливинилхлорид? Данное производство включает ряд 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.

Нужные свойства придают специализированные компоненты, которые специально добавляют для получения финальных свойств ПВХ:

  • эластичности и ударной вязкости материала;
  • устойчивости к УФ-лучам и повышенной температуре;
  • текучести и устойчивости.

Источник: https://vtorka.ru/articles/chto-takoe-polivinilhlorid

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.