Поливинилхлорид

Поливинилхлорид – синтетический термопластичный полярный полимер. Продукт полимеризации винилхлорида. Твердое вещество белого цвета. Выпускается в виде капилярно-пористого порошка с размером частиц 100-200 мкм, получаемого полимеризацией винилхлорида в массе, суспензии или эмульсии. Порошок сыпуч и хорошо перерабатывается. На основе поливинилхлорида получают жесткие (винипласт) и мягкие (пластикат) пластмассы, пластизоли (пасты), поливинилхлоридное волокно. Винипласт используется как жесткий конструкционный материал, применяемый в строительстве в виде погонажа, профилей, труб. Пластикат применяется для изготовления пленок, шлангов, клеенки, линолеума.

Обычное обозначение поливинилхлорида на российском рынке – ПВХ, но могут встречаться и другие обозначения: PVC (поливинилхлорид), PVC-P или FPVC (пластифицированный поливинилхлорид), PVC-U или RPVC или U-PVC или UPVC (непластифицированный поливинилхлорид), CPVC или PVC-C или PVCC (хлорированный поливинилхлорид), HMW PVC (высокомолекулярный поливинилхлорид).

 Условное обозначение отечественного эмульсионного поливинилхлорида, выпускаемого в соответствии с ГОСТ 14039-78 и представляющего собой продукт эмульсионной полимеризации винилхлорида, состоит из наименования продукта — ПВХ и следующих обозначений:

способа полимеризации — Е (эмульсионная);

способа переработки через пасты (для пастообразующих марок) — П;

нижнего предела диапазона величины константы Фикентчера К, которая характеризует его молекулярную массу — первые две цифры;

показателя насыпной плотности — третья цифра: 0 — не нормируется, 5 — от 0,45 до 0,60 г/см3;

показателя остатка на сите с сеткой № 0063 — четвертая цифра: 0 — не нормируется; 2 — до 10%;

применяемости эмульсионного поливинилхлорида: М – для переработки в пластифицированные изделия; Ж – для переработки в жесткие изделия; С – для переработки через средневязкие пасты.

После обозначения марки эмульсионного поливинилхлорида указывают сорт и ГОСТ.

Пример условного обозначения эмульсионного поливинилхлорида, изготовленного по способу эмульсионной полимеризации, с величиной К от 70 до 73, с насыпной плотностью от 0,45 до 0,60 г/см3, с ненормируемым остатком на сите с сеткой № 0063, для переработки в пластифицированные изделия, высшего сорта:

ПВХ-Е-7050-М, сорт высший ГОСТ 14039-78.

Пример условного обозначения эмульсионного поливинилхлорида, изготовленного по способу эмульсионной полимеризации, для переработки через пасты, с величиной К от 66 до 69, с ненормируемой насыпной плотностью, с остатком на сите с сеткой № 0063 – 5%, для переработки через средневязкие пасты, первого сорта:

ПВХ-ЕП-6602-С, сорт 1 ГОСТ 14039-78.

 Условное обозначение отечественного суспензионного поливинилхлорида, выпускаемого в соответствии с ГОСТ 14332-78 и представляющего собой продукт суспензионной полимеризации винилхлорида, состоит из наименования продукта — ПВХ и следующих обозначений:

способа полимеризации – С (суспензионная);

нижнего предела диапазона величины константы Фикентчера К, которая характеризует его молекулярную массу К — первые две цифры;

показателя насыпной плотности в г/см3 – третья цифра: 0 – без данных; 1 – (0,30-0,40); 2 – (0,35-0,45); 3 – (0,40-0,50); 4 – (0,40-0,65); 5 – (0,45-0,55); 6 – (0,50-0,60); 7 – (0,55-0,65); 8 – (0,60-0,70); 9 – более 0,65;

показателя остатка после просева на сите с сеткой № 0063 в % – четвертая цифра: 0 – без данных; 1 – менее или равно 1; 2 – (1-10); 3 – (5-20); 4 – (10-50); 5 – (30-70); 6 – (50-90); 7 – (70-100); 8 – (80-100); 9 – (90-100);

применяемости суспензионного поливинилхлорида: Ж – переработка без пластификаторов для (жестких изделий); М – переработка с пластификаторами (для пластифицированных изделий); У – переработка с пластификаторами или без них (для жестких, полужестких или пластифицированных изделий).

После обозначения марки суспензионного поливинилхлорида указывают сорт ГОСТ.

Пример условного обозначения суспензионного поливинилхлорида, изготовленного суспензионной полимеризацией, с величиной К от 70 до 73, с насыпной плотностью от 0,45 до 0,55 г/см3, с остатком после просева на сите с сеткой № 0063 – 90%, для изготовления пластифицированных изделий:

ПВХ-С-7059-М ГОСТ 14332-78.

 Условное обозначение отечественного поливинилхлоридного пластиката, полученного переработкой поливинилхлоридной композиции в соответствии с ГОСТ 5960-72, предназначенного для изоляции и защитных оболочек проводов и кабелей, работающих в зависимости от марки пластиката и конструкции провода и кабеля в диапазоне температур от минус 60 до плюс 70 °С, а для пластиката марки ИТ-105 – до плюс 105 °С, имеет следующий вид.

Первые две буквы в условном обозначении поливинилхлоридного пластиката типов И и ИО обозначают тип пластиката: И – изоляционный, ИО – изоляционный и для оболочек.

Две первые цифры указывают морозостойкость пластиката.

Две последующие цифры указывают порядок величины удельного объемного электрического сопротивления при 20°С.

Для пластиката типа О (для оболочек) – первая буква обозначает тип пластиката, две последующие цифры указывают морозостойкость пластиката.

Обозначение пластиката марки ИТ-105 (изоляционный термостойкий) состоит из букв, обозначающих тип пластиката, и последующих цифр, указывающих верхний предел рабочих температур пластиката.

Условное обозначение пластиката, предназначенного для маслобензостойких оболочек – ОМБ-60.

Условное обозначение пластиката, предназначенного для оболочек с низкой миграцией пластификатора в полиэтилен – ОНМ-50.

Условное обозначение пластиката, предназначенного для оболочек с низким запахом – ОНЗ-40.

Кроме того, в условном обозначении пластиката указывают его цвет, рецептуру и сорт.

Пример условного обозначения пластиката для маслобензостойких оболочек черного цвета, рецептуры М 317:

пластикат ОМБ-60, черный, рецептура М 317 ГОСТ 5960-72;

Пример условного обозначения пластиката изоляционного термостойкого марки ИТ-105 с верхним пределом рабочей температуры 105 °С, неокрашенного, рецептуры Т-50, высшего сорта:

пластикат ИТ-105, неокрашенный, рецептура Т-50, высшего сорта ГОСТ 5960-72.

 Основные марки:

ПВХ-С-5868ПЖ

ПВХ-С-6358М

ПВХ-С-6669ЖС

ПВХ-С-6768М

Пластикат поливинилхлоридный И40-13А высшего сорта

Пластикат поливинилхлоридный И40-13А первого сорта

Пластикат поливинилхлоридный И40-14 высшего сорта

Пластикат поливинилхлоридный И40-14 первого сорта

Пластикат поливинилхлоридный И60-12

Пластикат поливинилхлоридный ИО45-12 высшего сорта

Пластикат поливинилхлоридный ИО45-12 первого сорта

Пластикат поливинилхлоридный маслостойкий МПЭ

Пластикат поливинилхлоридный НГП 30-32

Пластикат поливинилхлоридный НГП 40-32

Пластикат поливинилхлоридный О-50 высшего сорта.

Пластикат поливинилхлоридный О-50 первого сорта.

Пластикат поливинилхлоридный О-65.

Пластикат поливинилхлоридный О40 высшего сорта

Пластикат поливинилхлоридный О40 первого сорта

Пластикат поливинилхлоридный ОМБ-60 рец. М-317

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-1 В15

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-1 В24

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-1 В38

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-1 В39

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-1 В51

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-1 прозрачный

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-1L В29

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-1М

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-2 В47

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-2 В48

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-2 В49

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-2 прозрачный

Пластикат поливинилхлоридный ПЛ-2L

Пластикат поливинилхлоридный ПЛП-2

Пластикат поливинилхлоридный ПЛП-2L

Пластикат поливинилхлоридный ПЛП-2М

Пластикат поливинилхлоридный ПЛП-2Н

Пластикат поливинилхлоридный пониженной горючести НГП.

Пластикат поливинилхлоридный технический ТП

Поливинилхлорид суспензионный ПВХ-С-7056 М

Поливинилхлорид суспензионный ПВХ-С-7058 М

Поливинилхлорид суспензионный ПВХ-С-7059 М

Поливинилхлорид суспензионный ПВХ-С-7059 М

Поливинилхлорид суспензионный СИ-64

Поливинилхлорид суспензионный СИ-67

 Свойства: Поливинилхлорид устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, промышленных газов (например, NO2, Cl2), бензина, керосина, жиров, спиртов. Нерастворим в собственном мономере. Ограничено растворим в бензоле, ацетоне. Растворим в дихлорэтане, циклогексаноне, хлор- и нитробензоле. Физиологически безвреден

Чистый поливинилхлорид представляет собой роговидный материал, который трудно перерабатывается. Поэтому обычно его смешивают с пластификаторами. Свойства конечного продукта варьируются от жесткого до очень гибкого пластика в зависимости от процента добавленного пластификатора, который может достигать до 30% массы.

 Жесткие продукты на основе поливинилхлорида называются винипластами.

Винипласт - это жесткий ПВХ, который обладает достаточно высокой механической прочностью, значительными водо- и химстойкостыо, хорошими диэлектрическими характеристиками.

Основные свойства винипласта.

Плотность: 1,35-1,43 г/см3.

Прочность при растяжении: 40-70 MПа.

Прочность при сжатии: 60-160 MПа.

Прочность при статическом изгибе:70-120 MПа.

Относительное удлинение: 5-40 %.

Твердость по Бринеллю: 110-160 МПа.

Модуль упругости при растяжении: 2600-4000 МПа.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

 Мягкие продукты на основе поливинилхлорида называются пластикатами.

Пластикат – это мягкий ПВХ, который обладает высокой эластичностью в широком диапазоне температур (от -60 до +100 °С у наиболее термостойких марок, обычно от -40 до +80 °С в зависимости от содержания пластификатора), хорошими диэлектрическими характеристиками, высокой водо-, бензо- и маслостойкостью.

Основные свойства пластиката.

Плотность: 1,18-1,30 г/см3.

Прочность при растяжении: 10-25 MПа.

Прочность при сжатии: 6-10 MПа.

Прочность при статическом изгибе: 4-20 MПа.

Относительное удлинение: 20-44 %.

Твердость по Бринеллю: 110-160 МПа.

Модуль упругости при растяжении: 7-8 МПа.

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

Теплопроводность: 0,12 Вт/ (м·К).

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

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

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

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

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

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

Водопоглощение за 24 ч при 20 °C:

- для материала, полученного суспензионной или блочной полимеризацией: не более 1,5 %.

- для материала, полученного эмульсионной полимеризацией: не более 5 %.

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

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

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

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

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

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

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

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