Історія цього матеріалу розпочалося за кордоном ще у середині минулого століття. Він використовувався для упаковування товарів харчової промисловості. Плівка технічна стала результатом численних модифікацій хімічного складу і технологій виробництва, які забезпечили їй широкий асортимент і високий рівень використання.
Склад
Властивості, якими володіє плівка поліетиленова технічна, та її призначення залежать від складу:
§ Поліетилен високого тиску, має низьку щільність (ПЕВТ).
§ Поліетилен низького тиску, що володіє щільною структурою (ПЕНД).
§ Лінійний ПЕВТ з модифікованим складом.
§ Компаундных варіацій: наприклад, ПЕВТ і ПЕНД, з поліпропіленом.
Технічні вимоги
Поліетилен не є токсичним, полягає у групі легкозаймистих нетоксичних матеріалів з температурою спалаху 300°С, інші характеристики залежать від складу:
Плівка поліетиленова низького тиску:
§ Механічно міцний матеріал (0,94÷0,96 г/см2).
§ Стійка до високих температур (режим плинності при 112°).
§ Стійка структура до харчових жирів, масел. Нейтральна до кислих і лужних речовин.
§ Недолік – великий рівень проникності, майже в 6 разів вище плівки ВД. Неприпустимий контакт з вуглеводнями і небажаний – з легкоокисляющимися речовинами.
§ Плівка технічна на основі поліетилену низького тиску незамінна для упаковки продукції, що піддається стерилізації, і певного кола харчових продуктів.
Поліетилен плівковий високого тиску:
§ Має густину 0,91÷093 г/см2.
§ Помірна міцність на розтяг.
§ Низький рівень плинності дозволяє зварювати шматки матеріалу.
§ Морозостійка: до – 60С°.
§ На поверхню легко наноситься фарба.
Лінійна ПЕВТ: основа для створення растягивающихся багатошарових плівок.
Кожен вид виробленого матеріалу повинен відповідати вимогам державної нормативної документації:
§ Поліетиленова плівка технічна – ГОСТ 10354 – 82.
§ Поліетилен термозбіжний – ГОСТ 25951 – 83.
§ ПЕНД ГОСТ 16338 – 85.
§ ПЕВТ ГОСТ 16337 – 77.
Виробництво
Плівка технічна проводиться по технології екструзії в кілька етапів:
§ Плавка та видування напіврідкого складу, пропускається на виході через різні види насадок:
Кільцеву, що дає рукавний вид розфасовки. На виході з насадки матеріал здувається вгору і просушується по всій довжині, з подальшим затягуванням на вальці і намотуванням повноцінних рулонів. Трудомісткий процес, що дозволяє отримати полотно до 2400 мм завдовжки.
Плоску, що дозволяє отримати прямий плівковий лист. Після видавлювання, матеріал сушиться, розтягується і ріжеться. Це більш швидка технологія, але листи поліетилену не перевищують 1,5 м.
§ Поліетилен проходить модифікацію для отримання матеріалів з потрібними властивостями:
Хімічну, з додаванням до складу певних елементів.
Механічну, шляхом розтягування.
«Зшивання» з допомогою іонного випромінювання
Термостабилизацию. Після термообробки структура матеріалу стає більш стійка до механічних пошкоджень.
Плівка поліетиленова технічна: області застосування
Різноманіття видів дозволяє використовувати поліетилен практично у всіх сферах господарської діяльності людини:
§ Будівельна: у вигляді рукава або полотна, товщина 60÷200 мкм. Використовується для пакування і укриття піддонів з матеріалами і захисту поверхонь від забруднень.
§ Сільське господарство:
§ Плівка технічна з чорним пігментом: різні види робіт, у тому числі накриття пагонів «під пар» (товщина від 60 мкм), мульчування, щільність 10÷60 мкм.
§ Гідрофільна з підвищеною прозорістю: для теплиць.
§ Пакувальна:
Термозбіжна плівка (рукав, полотно) з первинного і вторинного, більш дешевої сировини.
У вигляді мішків: для фасування сміття та відходів.
Плівка поліетиленова технічна має великий асортимент, що дозволяє задовольнити будь-які бажання покупця. Головний недолік – це високий термін розкладання матеріалу і невисокий рівень його переробки.
Поліпропілен
Поліпропілен одержують полімеризацією пропілену в присутності металокомплексних каталізаторів, наприклад, каталізаторів Циглера-Натта (наприклад, суміш TiCl4 і AlR3):
nCH2 = CH (CH3) → [-CH2-CH (CH3) -] n
Міжнародне позначення - PP.
Параметри, необхідні для отримання поліпропілену близькі до тих, за яких отримують поліетилен низького тиску. При цьому, залежно від конкретного каталізатора, може виходити будь-який тип полімеру або їх суміші.
Поліпропілен випускається у вигляді порошку білого кольору або гранул з насипною щільністю 0,4-0,5 г / см ³. Поліпропілен випускається стабілізованою, пофарбованим і незабарвленим.
Молекулярна будова
За типом молекулярної структури можна виділити три основні типи: ізотактичний, сіндіотактіческій і атактичний. Ізотактичний і сіндіотактіческая молекулярні структури можуть характеризуватися різним ступенем досконалості просторової регулярності. Стереоізомери поліпропілену суттєво відрізняються за механічним, фізичним та хімічним властивостям. Атактичний поліпропілен є каучукоподібний матеріал з високою плинністю, температурою плавлення - близько 80 ° С, щільністю - 850 кг/м3, гарною розчинністю в діетиловому ефірі. Ізотактнчсскій поліпропілен за своїми властивостями вигідно відрізняється від атактичне, а саме: він володіє високим модулем пружності, більшою щільністю - 910 кг/м3, високою температурою плавлення - 165-170 ° С і кращої стійкістю до дії хімічних реагентів.Стереоблокполімер поліпропілену при дослідженні за допомогою рентгенових променів виявляє певну кристалличность, яка не може бути такою ж повною, як у чисто ізотактічоскіх фракцій, оскільки атактические ділянки викликають порушення в кристалічній решітці. Ізотактичний і сіндіотактіческій утворюються випадковим чином
Фізико-механічні властивості
На відміну від поліетилену, поліпропілен менш щільний (щільність 0,91 г/см3, що є найменшим значенням взагалі для всіх пластмас), більш твердий (стійкий до стирання), більш термостійкий (починає розм'якшуватися при 140 ° C, температура плавлення 175 ° C), майже не піддається корозійного розтріскування. Володіє високою чутливістю до світла і кисню (чутливість знижується при введенні стабілізаторів).
Поведінка поліпропілену при розтягуванні ще більшою мірою, ніж поліетилену, залежить від швидкості докладання навантаження і від температури. Чим нижче швидкість розтягування поліпропілену, тим вище значення показників механічних властивостей. При високих швидкостях розтягування руйнівну напругу при розтягуванні поліпропілену значно нижче його межі текучості при розтягуванні.
Хімічні властивості
Поліпропілен хімічно стійкий матеріал. Помітний вплив на нього чинять тільки сильні окислювачі - хлорсульфонова кислота, що димить азотна кислота,галогени, олеум. Концентрована 58%-ная сірчана кислота і 30%-ная перекисводню при кімнатній температурі діють незначно. Тривалий контакт з цимиреагентами при 60 ° C і вище призводить до деструкції поліпропілену.
У органічних розчинниках поліпропілен при кімнатній температурі незначнонабухає. Вище 100 ° C він розчиняється в ароматичних вуглеводнях, таких, якбензол, толуол.
Переробка
Формування методами екструзії, вакуум-і пневмоформования, екструзійно-видувного, інжекційно-видувного, інжекційного, компресійного формування,лиття під тиском.
Застосування
Матеріал для виробництва плівок (особливо пакувальних), мішків, тари, труб, деталей технічної апаратури, предметів домашнього вжитку, нетканих матеріалів тощо; електроізоляційний матеріал, у будівництві для вібро-і шумоізоляціїміжповерхових перекриттів в системах «плаваюча підлога». При кополімеризаціїпропілену з етиленом отримують некрісталлізующіхся сополімери, які проявляютьвластивості каучуку, що відрізняються підвищеною хімічною стійкістю і опоромстарінню. Для вібро-та теплоізоляції також широко застосовуєтьсяпенополіпропілен (ППП). Близький за характеристиками до пінополіетиленом.Також зустрічаються декоративні екструзійні профілі з ППП, що замінюютьпінополістирол. Атактичний поліпропілен використовують для виготовленнябудівельних клеїв, замазок, ущільнювальних мастик, дорожніх покриттів і липкихплівок.
- Полівінілхлорид
Полівінілхлорид - синтетичний термопластичний полярний полімер. Продукт полімеризації вінілхлориду. Тверда речовина білого кольору. Випускається у вигляді капілярної-пористого порошку з розміром частинок 100-200 мкм, одержуваного полімеризацією вінілхлориду в масі, суспензії або емульсії. Порошок сипучих і добре переробляється. На основі полівінілхлориду отримують жорсткі (вініпласт) і м'які (пластикат) пластмаси, пластизолі (пасти), поливинилхлоридное волокно. Вініпласт використовується як жорсткий конструкційний матеріал, вживаний в будівництві у вигляді погонажу, профілів, труб. Пластикат застосовується для виготовлення плівок, шлангів, клейонки, лінолеуму.
Звичайне позначення полівінілхлориду на російському ринку - ПВХ, але можуть зустрічатися і інші позначення: PVC (полівінілхлорид), PVC-P або FPVC (пластифікований полівінілхлорид), PVC-U або RPVC або U-PVC або UPVC (непластифікований полівінілхлорид), CPVC або PVC -C або PVCC (хлорований полівінілхлорид), HMW PVC (високомолекулярний полівінілхлорид). Не горить на повітрі, але має малу морозостійкістю (-15 ° C). Нагревостойкость: +65 ° C.
ПВХ - це найстаріший будівельний матеріал. Поєднання «Профіль - ПВХ» вже досить міцно увійшло в наше життя, при цьому, мало хто знає (звичайно окрім хіміків), що позначають ці літери. ПВХ - це абревіатура корисного матеріалу - полівінілхлориду.
- Будова
Полівінілхлорид є продуктом полімеризації вінілхлориду, хімічна формула якого СН2-СНСl. В процесі полімеризації утворюються лінійні слаборазветвленние (розгалуженість макромолекул становить 2-5 на 1000 атомів вуглецю основний ланцюга) макромолекули c елементарним ланкою у вигляді плоского зигзага.
Характер зв'язків між елементарними ланками допускає кілька варіантів побудови молекулярного ланцюга, що на практиці, при промисловому отриманні полівінілхлориду, призводить до малої регулярності (сіндіотактічності) його макромолекул: в одній макромолекулі реалізуються відразу кілька варіантів зв'язків елементарних ланок, регулярні послідовності елементарних ланок не створюються і промислові зразки мають невисокий ступінь кристалічності.
Полівінілхлорид характеризується дуже широким молекулярно-масовим розподілом (полідисперсністю). Ступінь полімеризації для різних фракцій полімеру однієї і тієї ж марки може змінюватися в кілька десятків разів (від 100 до 2500). Тому на практиці молекулярну масу полівінілхлориду часто характеризують не її чисельним значенням, а константою Фікентчера kф, яку визначають за рівнянням:
Кф = 1000 * k
lg η отн = [(75k2С) / (1 +1,5 kС)] + kС,
де η отн - відносна в'язкість при 25 ° С, С - концентрація полівінілхлориду, зазвичай 0,5 або 1 на 100 мл розчинника (найчастіше циклогексанону або дихлоретану). Величина kф практично постійна для розчинів полівінілхлориду різних концентрацій, незначно залежить від температури вимірювання, проте сильно змінюється з природою розчинника.
Хімічна формула: [-CH2-CHCl-] n.
Фізичні властивості
Молекулярна маса 10-150 тис.; Щільність - 1,35-1,43 р. / см ³. Температура склування 75-80 ° C (для теплостійких марок до 105 ° C), температура плавлення - 150-220 ° C.
При температурах вище 110-120 ° C схильний до розкладання з виділенням хлористого водню HCl.
Розчиняється в циклогексанон, тетрагідрофурані (ТГФ), диметилформаміді (ДМФА), діхлоретане, обмежено - в бензолі, ацетоні. Не розчиняється у воді, спиртах, вуглеводнях; стійок в розчинах лугів, кислот, солей.
Межа міцності при розтягуванні - 40-50 МПа, при вигині - 80-120 МПа. Питомий електричний опір - 1012-1013 Ом · м.
Тангенс кута втрат порядку 0,01-0,05.
Полівінілхлорид стійкий до дії вологи, кислот, лугів, розчинів солей, промислових газів (наприклад, NO 2, Cl 2), бензину, гасу, жирів, спиртів. Розчиняється у власному мономере. Обмежено розчинний в бензолі, ацетоні. Розчинний у діхлоретане, циклогексанон, хлор-і нітробензолу. Фізіологічно нешкідливий
Чистий полівінілхлорид є рогоподібних матеріал, який важко переробляється. Тому зазвичай його змішують з пластифікаторами. Властивості кінцевого продукту варіюються від жорсткого до дуже гнучкого пластику залежно від відсотка доданого пластифікатора, який може досягати до 30% маси.
- Отримання і властивості ПВХ
Отримують полівінілхлорид полімер. зацией вінілхлориду (В.). Швидкість процесу в розчині підпорядковується кінетіч. ур-ня для гомог. радикальної полімеризації. Однак оскільки полівінілхлорид не розчинний у воді, полімеризація в масі мономера, а також у водному середовищі носить гетерофазних характер. Через низьку рухливості макрорадікалов у твердій фазі утруднено їх взаємодія і, отже, мала швидкість обриву полімерного ланцюга; в той же час константи швидкості ініціювання і росту ланцюга залишаються такими ж, як в гомог. середовищі. Тому зі збільшенням кількості полівінілхлориду зростає і загальна швидкість полімеризації (автокаталітіческій процес). Швидкість реакції збільшується до ступеня перетворення мономера 60-70%, потім починає зменшуватися через його вичерпання. Тепловий ефект реакції 92,18 кДж / моль, енергія активації ок. 83,80 кДж / моль.Ступінь полімеризації значною, мірою залежить від температури, що пояснюється схильністю до реакції передачі ланцюга.Температура полімеризації робить деякий вплив і на ступінь кристалічності полівінілхлориду При температурах від -10 до 20 ° C отримують полівінілхлорид з підвищеною сіндіотактічностью і температурою склування до 105 ° C.
Промислове виробництво полівінілхлориду здійснюють трьома способами:
1) суспензійна полімеризація з періодичної схемою. Розчин, що містить 0,02-0,05% за масою ініціатора (наприклад, ацілпероксіди, диазосоединения), інтенсивно перемішують у водному середовищі, що містить 0,02-0,05% за масою захисного колоїду (наприклад, метилгідроксипропілцелюлоза, полівініловий спирт). Суміш нагрівають до 45-65 ° C (в залежності від необхідної молекулярної маси полівінілхлориду) і задану температуру підтримують у вузьких межах з метою отримання однорідної за молекулярною масою полівінілхлориду Полімеризація відбувається у краплях, в ході її відбувається деяка агрегація часток; в результаті отримують пористі гранули полівінілхлориду розміром 100-300 мкм. Після падіння тиску в реакторі (ступінь перетворення близько 85-90%) видаляють прореагували мономер,полівінілхлорид відфільтровують, сушать в струмі гарячого повітря, просівають через сита і розфасовують. Полімеризацію проводять в реакторах великого об'єму (до 200 м 3); нові виробництва повністю автоматизовані. Питома витрата 1,03-1,05 т / т полівінілхлориду Переваги способу: легкість відводу тепла реакції, висока продуктивність, відносна чистота полівінілхлориду, хороша совмещаемость його з компонентами при переробці, широкі можливості модифікації властивостей полівінілхлориду шляхом введення різних добавок і зміни параметрів режиму.
2) Полімеризація в масі з періодичної схемою в два щаблі. На першій реакційну суміш, яка містить 0,02-0,05% за масою ініціатора, полімеризують при інтенсивному перемішуванні до ступеня перетворення близько 10%. Отримують тонку суспензію частинок («зародків») полівінілхлориду в мономере, яку перекладають в реактор другого ступеня; сюди ж вводять додаткові колічествава мономера та ініціатора і продовжують полімеризацію при повільному перемішуванні і заданої температурі до ступеня перетворення близько 80%. На другому ступені відбувається подальше зростання часток полівінілхлориду та їх часткова агрегація (нових частинок не утворюється). Отримують пористі гранули полівінілхлориду з розмірами 100-300 мкм в залежності від температури і швидкості перемішування на першому місці. Незаполімерізовавшійся мономер видаляють, полівінілхлорид продувають азотом і просівають. Порошок сипучих і легко переробляється. Переваги перед суспензійним способом: відсутність стадій приготування водної фази, виділення і сушки полівінілхлориду, в результаті зменшуються капіталовкладення, енерговитрати та витрати на обслуговування. Недоліки: утруднені відвід тепла реакції і боротьба з коркообразованія на стінках апаратури; утворюється полівінілхлорид неоднорідний за молекулярною масою, його термостійкість нижче, ніж у полівінілхлориду, отриманого першим способом.
3) Емульсивна полімерізаціяпо періодичної і безперервної схемою. Використовують розчинні у воді ініціатори (H 2 O 2, персульфати), як емульгаторів - ПАР (напр., алкіл-або арілсульфати, сульфонати). Радикали зароджуються у водній фазі, яка містить до 0,5% за масою ініціатора і до 3% емульгатора; потім полімеризація продовжується в міцелах емульгатора. При безперервної технології в реактор надходять водна фаза і мономер. Полімеризація йде при 45-60 ° C і слабкому перемішуванні. Утворений 40-50%-ний латекс з розмірами частинок полівінілхлориду 0,03-0,5 мкм відводиться з нижньої частини реактора, де немає перемішування; ступінь перетворення становить 90-95%. При періодичної технології компоненти - (водна фаза, мономер і зазвичай деякий колічествово латексу від попередніх операцій, так зв sdftvsq затравочной латекс, а також інші добавки) завантажують в реактор і перемішують у всьому обсязі. Отриманий латекс після видалення мономера сушать в розпилювальних камерах і порошок полівінілхлориду просівають. Хоча безперервний процес високопроізводітелен, перевага часто віддається періодичному, бо їм можна отримати полівінілхлориду потрібного гранулометричного складу (розміри частинок в межах 0,5-2 мкм), що дуже важливо при його переробці. Емульсійний полівінілхлорид значно забруднений допоміжними речовинами, що вводяться при полімеризації, тому з нього виготовляють тільки пасти і пластизолі.
Суспензійний полімеризацією в світі виробляється не менше 80% всього полівінілхлориду, іншими способами - по ~ 10%.
Полівінілхлорид переробляють всіма відомими методами переробки пластмас як в жорсткі (вініпласт), так і в м'які, або пластифіковані (пластикат), матеріали та вироби.
Вініпласт
Вінілпласт - продукт переробки полівінілхлориду, що містить такі добавки: 1) головним чином термостабілізатор - акцептори HCl (з'єднання Pb, Sn, оксиди і солі лужноземельних металів), а також іноді епоксідірованние масла, органічні фосфіти; антиоксиданти фенольного типу; светостабилизатора (похідні бензотриазол, кумаринів, бензофенону, саліцилової кислоти, сажа, TiO2 та ін), 2) змащення (парафіни, воски та ін; вводять для поліпшення плинності розплаву), 3) пігменти або барвники, 4) мінеральні наповнювачі, 5) еластомер (наприклад, сополімер акрилонітрил-бутадієн-стирол або етилен-вінілацетату в кількості 10-15% по масі; для підвищення ударної в'язкості). Композицію ретельно перемішують у змішувачах і переробляють в екструдерах або на вальцях. Вініпласт випускають у вигляді листів, плит, труб, прутків, погонажні-профільних матеріалів, а також гранул, з яких екструзією або литтям під тиском формують різні вироби. Вініпласт легко піддається механічній обробці, зварюється і склеюється.Його використовують як конструкційний матеріал корозієстійкий для виготовлення хімічної апаратури і комунікацій, вентиляційних повітроводів, труб, Фітинги, а також для покриття підлог, облицювання стін, тепло-і звукоізоляції (пенополівінілхлорід), виготовлення плінтусів, віконних плетінь і інших будівельних деталей. З прозорого вініпласту виготовляють об'ємну тару для харч.продуктів, пляшки та ін
Основні властивості вініпласту.
Щільність: 1,35-1,43 г./см3.
Міцність при розтягуванні: 40-70 MПа.
Міцність при стисненні: 60-160 MПа.
Міцність при статичному вигині: 70-120 MПа.
Відносне подовження: 5-40%.
Твердість по Брінеллю: 110-160 МПа.
Модуль пружності при розтягуванні: 2600-4000 МПа.
Питома ударна в'язкість для пластин товщиною 4 мм з надрізом: 7-15 кг / см · см2.
Теплопровідність: 0,16-0,19 Вт / (м · К).
Питома теплоємність: 1,05-2,14 кДж / (кг · К).
Температурний коефіцієнт лінійного розширення: (50-80) · 10-6 ° C-1.
Питомий об'ємний електричний опір при 20 ° C: 1014-1015 Ом · см.
Тангенс кута діелектричних втрат при 50 Гц: 0,01-0,02.
Діелектрична проникність при 50 Гц: 3,1-3,5.
Електрична міцність при 20 ° C: 15-35 МВ / м.
Водопоглинання за 24 год при 20 ° C: не більше 0,1%.
До числа недоліків вініпластом, відносяться низька ударна міцність, невелика морозостійкість (-10 ° С) і невисока температура експлуатації (не вище 70-80 ° С). Застосовується у виробництві аркушів, труб, профільних виробів, плит. Рецептура включає полімер, стабілізатори, мастила, барвники (пігменти), наповнювачі. Для підвищення удароной міцності використовують модифікатори ударної в'язкості. Переробляється в широкий асортимент виробів методами екструзії, вальцювання і каландрования, або пресуванням (у вигляді сухих сумішей) і литтям під тиском (у вигляді попередньо приготованих гранул).
Пластикат
Пластикат-продукт переробки полівінілхлорид, що містить крім компонентів, що використовуються при отриманні вініпласту, 30-90 масових частин пластифікатор. (Наприклад, ефірів фталевої, фосфорної, себаціновой або адипінової кислот, хлорірірованних парафінів). Пластифікатор істотно знижує температуру склування полівінілхлориду, що полегшує переробку композиції, знижує крихкість матеріалу і підвищує його відносне подовження. Проте одночасно знижуються міцнісні та діелектричні показники, хімічна стійкість. Пластикат переробляють переважно у вигляді паст і пластизолів (дисперсії емульсійного полівінілхлориду в пластифікатор.); Випускають у вигляді гранул або стрічок, листів, плівок. Використовують його головним чином для виготовлення ізоляції та оболонок для електропроводів і кабелів, для виробництва шлангів, лінолеуму і плиток для підлог, матеріалів для облицювання стін і оббивки меблів, погонажних-профільних виробів, штучної шкіри. Прозорі гнучкі трубки з пластикату застосовують в системах переливання крові та життєзабезпечення в медичній техніці. Полівінілхлорид з підвищеною теплостійкістю, вироблений в невеликих кількостях, використовують для виробництва волокна.
Основні властивості пластикату.
Щільність: 1,18-1,30 г./см3.
Міцність при розтягуванні: 10-25 MПа.
Міцність при стисненні: 6-10 MПа.
Міцність при статичному вигині: 4-20 MПа.
Відносне подовження: 20-44%.
Твердість по Брінеллю: 110-160 МПа.
Модуль пружності при розтягуванні: 7-8 МПа.
Питома ударна в'язкість для пластин товщиною 4 мм з надрізом: 7-15 кг / см · см2.
Теплопровідність: 0,12 Вт / (м · К).
Питома теплоємність: 1,47 кДж / (кг · К).
Температурний коефіцієнт лінійного розширення: (100-250) · 10-6 ° C-1.
Питомий об'ємний електричний опір при 20 ° C: 109-1014 Ом · см.
Тангенс кута діелектричних втрат при 50 Гц: 0,1.
Діелектрична проникність при 50 Гц: 4,2-4,5.
Електрична міцність при 20 ° C: 25-40 МВ / м.
Недоліком пластикатів є схильність пластифікаторів до міграції і випотіванню, а також можливість їх екстрагування рідкими середовищами, що веде з часом до втрати еластичності та погіршення морозостійкості. Асортимент матеріалів на основі пластикатів надзвичайно широкий - випускаються матеріали для кабелів, шлангів, ізоляції, прокладок, взуття, для ливарних виробів, виробів медичного призначення.
Властивості ПВХ можна модифікувати змішанням його з іншими полімерами або сополимерами. Так, ударна міцність підвищується при зміщенні ПВХ з хлорованим поліетиленом, хлорованим або сульфохлорірованним бутилкаучуку, метілвінілпірідіновим або бутадієн-нітрильних каучуком, а також з сополимерами стир-акрилонітрил або бутадієн-стирол-акрилонітрил.
Промислові властивості:
Погодостойкостью. ПВХ стійкий до агресивних факторів зовнішнього середовища і тому є найпоширенішим полімером для виготовлення покрівельних покриттів
Універсальність. ПВХ може бути як гнучким, так і жорстким
Вогнезахищеної. Полівінілхлорид відноситься до числа важкозаймистих матеріалів завдяки наявності хлору в його молекулі
Довговічність. ПВХ матеріали можуть служити до 100 і більше років
Гігієнічність. ПВХ - найпоширеніший полімер для виготовлення виробів медичного призначення, зокрема контейнерів для зберігання крові і плазми.
Енергоефективність. Полівінілхлорид володіє високою теплотворною здатністю, при утилізації в сміттєспалювачів виділяється велика кількість тепла для обігріву житлових і промислових будівель, і при цьому не забруднюється навколишнє середовище
Бар'єрні властивості. ПВХ має досить низькою проникністю по відношенню до рідин, парам і газам
Екологічність. ПВХ містить всього лише 43% похідних нафти, сприяючи тим самим економії невідновлюваної природної сировини.
Можливість утилізації. ПВХ більше, ніж багато інших полімерів, придатний для вторинної переробки.
Економічність. Виробництво ПВХ - одного з найдешевших великотоннажних полімерів, що забезпечують для багатьох виробів найкраще співвідношення ціна-якість.
Застосування
Полівінілхлорид переробляється усіма відомими способами переробки пластмас: екструзією, литтям під тиском, каландрування, пресуванням, вальцюванням - і є одним з найбільш поширених пластиків. Світовий випуск полівінілхлориду складає 16,5% від загального випуску пластмас - третє місце у світовому табелі про ранги полімерних матеріалів.
Асортимент виробів, що випускаються на основі полівінілхлориду та продуктів його переробки - вініпласту і пластикату, надзвичайно високий. Вони використовуються в електротехнічній, легкій, харчовій промисловості, важкому машинобудуванні, суднобудуванні, сільському господарстві, медицині, у виробництві будматеріалів.
З полівінілхлориду може бути отриманий широкий спектр плівок з різними властивостями за рахунок варіювання складу і ступеня орієнтації. Зміни в складі, головним чином, введення пластифікатора, дозволяє отримати плівки від твердих, крихких до м'яких, клейких, розтяжних. Змінюючи ступінь орієнтації, отримують плівки від повністю однооснооріентірованних до равнопрочний двухоснооріентірованних.
Плівки з ПВХ містять стабілізатори термічної і термоокислювальної деструкції, антистатичну добавку для запобігання злипання за рахунок накопичення статичної електрики. Властивості пластифікованих полівінілхлоридних плівок залежать від природи та кількості пластифікатора. У цілому збільшення вмісту пластифікатора збільшує прозорість і м'якість плівки, покращуючи се властивості при низьких температурах. Пластифіковані і непластифікованого ПВХ-плівки герметизуються високочастотної зварюванням. На обидва типи плівок може бути нанесена друк без попередньої обробки поверхні на відміну від плівок з поліпропілену та поліетилену. Тонкі плівки з пластифікованого ПВХ широко використовуються як усадочні і розтяжним для загортання підносів і лотків з харчовими продуктами, наприклад зі свіжим м'ясом. Вони повинні забезпечити високу кислородопроницаемость для збереження пурпурного кольору свіжого м'яса. Товсті плівки з полівінілхлориду використовуються для виробництва упаковки для шампуню, мастил. Завдяки міцності і легкої формуемости плівки з непластифікованого ПВХ і його сополімерів використовують для термоформування різних виробів. Відмітною властивістю матеріалів на основі кополімерів полівннілхлоріда і полівініліденхлоріда (ПВДХ) є дуже низька паро-і газопроникність. ПВДХ-плівку часто використовують як усадкову плівку для загортання птиці, шинки, сиру. Використання для цих цілей плівок з ПВДХ, що володіють низькою газопроникністю, диктується необхідністю підтримувати вакуум для виключення можливості росту бактерій. Вакуумовані мішки ПВДХ використовують також для дозрівання сирів. Застосування ПВДХ при цьому виключає дегідратацію та освіта кірки, дозволяючи одержувати більш м'які сири. ПВДХ широко використовується для покриття різних підкладок, таких, як папір, целофан, поліпропілен.
Вініпласт використовують як конструкційний матеріал корозієстійкий для виготовлення хімічної апаратури і комунікацій, вентиляційних повітроводів, труб, фітингів, а також для покриття підлог, облицювання стін, тепло-і звукоізоляції (пенополівінілхлорід), виготовлення плінтусів, віконних плетінь і інших будівельних деталей. З прозорого вініпласту виготовляють об'ємну тару для харчових продуктів, пляшки.
Пластикат використовують для виготовлення ізоляції та оболонок для електропроводів і кабелів, для виробництва шлангів, лінолеуму і плиток для підлог, матеріалів для облицювання стін, оббивки меблів, упаковки (у тому числі для харчових продуктів), для створення штучної шкіри, взуття. Прозорі гнучкі трубки з пластикату застосовують в системах переливання крові та життєзабезпечення в медичній техніці. Пластикат з підвищеною теплостійкістю використовується для виробництв волокна.
Смола ПВХ належить до категорії термопластичних смол. Термопластііческіе смоли отримали свою назву через те, що ппод впливом тепла вони розчиняються і розм'якшуються. Смола ПВХ має низьку світло-і теплостійкість, крім того вона дуже тендітна, тому потребує пластифікації. Растрореніе у воді, бензині або спирті не страшно смолі ПВХ. З розвитком синтетичних смол природні втратили своє колишнє значення для промисловості.
Полівінілхлорид можна по праву віднести до універсальних і безпечним матеріалами. Безліч прикладів використання полівінілхлориду ми можемо бачити в повсякденному житті: зубні щітки, аксесуари, одяг та взуття, поручні, стінові панелі та ін.Для поліпшення властивостей полівінілхоріда для тих чи інших цілей в ПВХ додають допоміжні компоненти. Так наприклад, для віконних ПВХ спеціальні модифікатори, пігменти та стабілізатори можуть підвищити світлостійкість, загальну стійкість проти зовнішніх впливів, поліпшити якість поверхні або змінити відтінок. Вироби з полівінілхлориду важко запалити, вони не горять і стійко переносять вплив лугів і кислот.
Відходи виробництва ПВХ або демонтовані вироби можуть піддаватися утилізації та переробки до 5 разів. При цьому якість ПВХ залишається незмінно високим, злегка змінюється тільки відтінок пластика. До речі пластик можна забарвити практично в будь-який колір або покривати спеціальними вініловими плівками. Це дає можливість втілення навіть сміливих дизайнерських рішень.
Звичайно, масове використання полівінілхлорид отримав у будівництві та ремонті. Великою популярністю користуються профілі ПВХ в якості корпусного матеріалу для заскління або перегородок. Вироби з полівінілхлориду можна застосовувати в різного виду приміщеннях: від виробничих до житлових. Якісна продукція ПВХ не має гігієнічних обмежень по використанню.
Всі вироби з полівінілхлориду повинні проходити спеціальні контролі якості. Основною проблемою, пов'язаною з використанням ПВХ, є складність його утилізації - при спалюванні утворюються високотоксичні хлорорганічні сполуки, наприклад діоксини. ПВХ так часто піддавався нападкам необгрунтованим, які доводилося спростовувати за допомогою скрупульозних наукових досліджень, що сьогодні це один з найбільш вивчених в світі матеріалів.
Полистирол
Полистирол получают полимеризацией стирола в массе (ПСМ), в эмульсии (ПСЭ) и реже-в суспензии (С). Средняя молекулярная масса (ММ) =80-100тысяч в зависимости от способа получения.
Формула полистирола:
[CH2-CH-]n
|
C6H5
Полистирол и материалы на его основе относятся к конструкционным полимерным материалам. Они характеризуются достаточно высокой прочностью, жесткостью, высокой размерной стабильностью, отличными декоративными свойствами. Полистирол - аморфный полимер, характеризующийся высокой прозрачностью (светопропускание до 90%).
Полистирол (ПС, бакелит, вестирон, стирон, фостарен, эдистер и др.). Плотность 1,04-1,05 г/см3, t разм 82-95 С. Полистирол растворяется в стироле и ароматических углеводородах, кетонах. Полистирол не растворяется в воде, спиртах, слабых растворах кислот, щелочей. Модуль при изгибе 2700-3200 МПа. Теплопроводность 0,08-0,12 Вт/(м*К). Ударная вязкость по Шарпи с надрезом 1,5-2 кДж/м2. Полистирол склонен к растрескиванию. Температура самовоспламенения 440 С. КПВ пылевоздушной смеси 25-27,5 г/м3.Полистирол хрупок, стоек к щелочам и ряду кислот, к маслам, легко окрашивается красителями, не теряя прозрачности, имеет высокие диэлектрические свойства. Полистирол не токсичен, допущен к контакту с пищевыми продуктами и к использованию в медико - биологической технике.
УПС (ударопрочный полистирол) получают привитой сополимеризацией стинола с полибутадиеновыми или бутадиенстирольными каучуками. Ударопрочный полистирол (УП, каринекс, люстерекс, стернит, стирон, хостирен идр.)Структурно УПС представляет собой трехфазную систему, состоящую из ПС (полистирола), гель Фракии привитого сополимера и каучука с привитым стиролом в виде частиц размером до 15 мкм, равномерно распределенным по объему УПС. Несмотря на низкую молекулярную массу матричного полистирола (70-100 тыс.), присутствие каучука существенно замедляет рост микротрещин, что и повышает прочность материала (табл. 1).
В марке УПС указывается метод синтеза (М, С), цифровое обозначение ударной вязкости (две первые цифры) и десятикратное значение содержания остаточного мономера. Кроме того, в марку могут включать букву, обозначающую предпочтительный способ переработки. Например, УПМ-0703 Э - ударопрочный полистирол, полученный полимеризацией в массе; его ударная вязкость 7 кДж/м2 , остаточное содержание мономера 0,3%, переработка - экструзией.
Таблица 1.
