Что такое поливинилхлорид?

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.