Winner - декинг "премиум класса" по экономичной цене!
Главная страница / Статьи / Поливинилхлорид и его свойства

Поливинилхлорид и его свойства

Поливинилхлорид (ПВХ) - универсальный термопластичный полимер, получаемый полимеризацией винилхлорида. Сырьем для производства винилхлорида являются поваренная соль и нефтепродукты.

ПВХ - продукт крупнотоннажного химического производства. Мировое потребление ПВХ около 25 млн. тонн в год. ПВХ имеет очень широкий спектр использования - сайдинги, элементы кровли, профили пластиковых окон, водопроводные трубы, грампластинки, кабельная продукция, декоративные и технические пленки и пластики, машиностроительные и электротехнические детали, текстильные и технические волокна, напольные покрытия, товары для спорта и отдыха, игрушки, медицинские изделия, тара и упаковка и многое другое.

Химическая формула поливинилхлорида : (-CH2-CHCl-)n. Пространственная структура молекулы ПВХ показана на схеме.

Структура молекулы ПВХ

Международные краткие обозначения:

  • RPVC, PVC-R, PVC-U, uPVC - непластифицированный, т.е. жесткий ПВХ, применяющийся в конструкционных целях,
  • FPVC, PVC-F, PVC-P -пластифицированный, например - при помощи фталатов, применяющийся в кабельной промышленности, при изготовлении шлангов, линолеума, игрушек и т.п. и обладающий большей или меньшей эластичностью. Пластифицированные формы ПВХ легче поддаются литью и экструзии.

На рынке ПВХ продается под большим количеством фирменных названий.

Ориентировочные свойства ПВХ приведены в таблице.

Наименования показателей Значения показателей
Насыпная плотность суспензии 0,450 -700 кг/куб. м
Плотность при 20°С 1,35 - 1.43 г/см3
Температура текучести 180 - 220 ° и выше
Температура стеклования 78 - 105 °С
Теплопроводность 0,15 - 0,175 вт/(мхК)
Удельная теплоёмкость 1- 2,14 кдж/(кгхК)
Температурный коэффициент линейного расширения 6х10-7 - 8х10-7 °С-1
Температурный коэффициент объёмного расширения ( 25 - 50°С) 3х10-8 - 4х10-8
Теплостойкость по Мартенсу 50 - 80 °С
Водопоглощение: за 24 ч. - 0,4-0,6 % (г/м2)
за 1000ч. - 4 г/м2
Прочность : при растяжении 40-60 Мн/м2
при сжатии 78-160 Мн/м2
при изгибе 80-120 Мн/м2
Модуль упругости 3-4 Гн/м2
Ударная вязкость по Изод 2-10 кдж/м2
Твёрдость по Бриннелю 130-160 Мн/м2
Предел текучести 10-30 Мн/м2
Относительное удлинение 5-100%
Источник http://www.big-av.ru

Диапазон эксплуатационных температур изделий из ПВХ от - 50 до + 80 °С. Изделия из ПВХ хорошо противостоят внешним воздействиям. Подобно древесине поливинилхлорид гидрофилен, поэтому он хорошо совмещается с древесным наполнителем и пигментами.

Характер связей между элементарными звеньями допускает несколько вариантов построения молекулярной цепи, что на практике, при промышленном получении поливинилхлорида, приводит к малой регулярности (синдиотактичности) его макромолекул: в одной макромолекуле реализуются сразу несколько вариантов связей элементарных звеньев, регулярные последовательности элементарных звеньев не создаются и промышленные образцы имеют невысокую степень кристалличности.

Поливинилхлорид характеризуется очень широким молекулярно-массовым распределением (полидисперсностью). Степень полимеризации для различных фракций полимера одной и той же марки может изменяться в несколько десятков раз (от 100 до 2500).

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.

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).

В зависимости от способа полимеризации ПВХ выпускается в трех различных формах:

  • блочный,
  • в виде суспензии,
  • в виде эмульсии.

На основе поливинилхлорида получают:

  • жесткие формы - винипласты,
  • мягкие формы - пластикаты,
  • 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.

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.

Готовые компаунды на основе ПВХ для различных применений поставляются в гранулированной форме.

В производстве ДПК используется, как правило, жесткие непластифицированные формы ПВХ .

За рубежом существует много критиков поливинилхлоридов по причинам, связанным с экологией и безопасностью (использование хлора в производстве, возможности выделения хлора при переработке, эксплуатации и утилизации).

Доп. литература: Поливинилхлорид, Ульянов В.М. и др., изд. Химия, 1992 г.,

Автор статьи: Абушенко Александр Викторович