Что такое ПВХ (Поливинилхлорид)

Основные характеристики ПВХ:

• температура деформации (стеклования) – 75-105⁰С;
• теплопроводность – 0,159 Вт/м*К;
• трудно горит на воздухе, но при высокой температуре (выше 120⁰С.) разлагается с выделением вредных веществ;
• стойкость к низким температурам – не ниже -15⁰С;
• растворяется в диметилформамиде, циклогексаноне, тетрагидрофуране, ацетоне и бензоле;
• не растворяется в спиртах, углеводородах и воде;
• устойчив к воздействию растворов солей, щелочей, кислот, масел, жиров;
• обладает диэлектрическими свойствами (проницаемость при частоте тока 50 Гц – 3.5), удельное электрическое сопротивление – 10¹² Ом.*м.
• предел прочности растяжения 40-50 мПа, изгиба – 80-120 мПа;
• химическая формула: С₂Н₃CL;
• международная аббревиатура PVC.  

Внимание!

Продукты разложения ПВХ (окись углерода и хлористый водород), которые выделяются при нагревании материала оказывают токсичное влияние на организм человека, раздражают дыхательные пути и слизистую оболочку глаз.

Производство ПВХ

Получение поливинилхлорида – это сложный технологический процесс, который сопровождается химическими реакциями. Простейший алгоритм производства можно описать несколькими последовательными операциями:

1. Растворить поваренную соль в воде и с помощью процесса электролиза получить хлор.
2. Из газа или нефти получают этилен.
3. С помощью химической реакции производят соединение хлора и этилена. Полученное вещество называется дихлорид этилена.
4. Из дихлорида этилена производят винилхлорид – это основной элемент для получения ПВХ.
5. Путем полимеризации винилхлорида производят ПВХ.

Существует 3 способа полимеризации винилхлорида:

• суспензионная; 
• эмульсионная;
• полимеризация в массе.

Суспензионная полимеризация происходит в специальном реакторе. Винилхлорид размешивается с водой и заливается в реактор, затем добавляется защитный коллоид. Реактор – это герметичная емкость. В ней происходит нагрев смеси до 45-600С, данная температура постоянно поддерживается в течение процесса полимеризации, которая происходит в каплях винилхлорида.

По завершении процесса получаются пористые гранулы размером 100-300 мкм. – это и есть ПВХ. Однако после его получения необходимо произвести фильтрацию, сушку, просеивание и фасовку.

Эмульсионная полимеризация происходит в результате растворения в воде персульфатов с добавлением эмульгаторов (сульфонатов). Процесс протекает следующим образом: в реактор поступает водный раствор и винилхлорид, затем происходит нагрев эмульсии до 45-600С. и постоянное равномерное перемешивание.

В результате происходит образование латекса с мелкими крупицами ПВХ (0.5 мкм). Частицы ПВХ оседают на дне реактора, откуда они отводятся в распылительную камеру для просушки и просеивания. Полученный порошок – ПВХ.

Полимеризация в массе протекает в 2 ступени. Первая – это полимеризация винилхлорида до получения тонкой взвеси частиц поливинилхлорида. Вторая – это нагрев полученной взвеси в реакторе с добавлением специальных химических элементов (мономеров и инициаторов). В результате получаются частицы ПВХ размером 100-300 мкм. Затем материал фильтруют, производят азотную продувку и просеивают.

*Читайте ещё про фторопласты

Что делают из ПВХ

Полученный любым из способов поливинилхлорид – это основное сырье для изготовления конечной продукции. Область применения ПВХ не знает границ. Это обусловлено множеством его преимуществ: безвредность для здоровья человека, стойкость ко многим химическим веществам, физическая прочность, бесцветность (отличная прозрачность и возможность окрашивания в яркие цвета), дешевизна.

ПВХ и медицина

Применение ПВХ в современной медицине стало практически незаменимым. Из него изготавливают: медицинские стерильные резервуары для крови и органов, перчатки и маски, катетеры, трубки различного назначения, медицинские приборы, хирургические шины, упаковки для лекарств.

Другими словами, ПВХ смог полностью заменить стекло и резину, что позволило снизить цену инвентаря и сделать множество инструментов одноразовыми и стерильными. При этом ПВХ не вступает в реакцию с фармацевтическими веществами, человеческой кровью и не оказывает негативного влияния на них.

Медицинские инструменты из ПВХ

Как используется ПВХ в автомобильном производстве

ПВХ применяют в машиностроении для изготовления уплотнений, изоляционных покрытий, стильной и яркой отделки салона, корпусов для приборной панели. Полимеры заменили в автомобилях и другой технике резиновые, металлические и стеклянные материалы без ущерба надежности и эстетичности, но при этом значительно снизился вес техники и ее стоимость, что является несомненным преимуществом.

ПВХ и строительство

ПВХ – это основной элемент множества строительных материалов. Его преимущества в сравнении с аналогами: устойчивость к воздействию многих химических веществ, устойчивость к влажности, обладает хорошими физическими свойствами (прочность, гибкость, эластичность, легкий вес), способность заменить (скопировать) дорогостоящие материалы, яркие и разнообразные цветовые гаммы. Изделия из ПВХ легко монтировать и ремонтировать, возможна частичная замена поврежденного участка. ПВХ дешевле всех аналогичных материалов.

Строительные материалы из ПВХ

ПВХ в строительстве: линолеум, плитка для пола пвх, напольные, потолочные и настенные платы (ламинат), оконный профиль, натяжной потолок, трубы ПВХ, фитинги, тенты, гидроизоляционные уплотнители, герметики, лакокрасочные вещества, кровельные покрытия, двери и т.д.

ПВХ как материал для изготовления потребительских товаров

ПВХ – это находка для дизайнера, ведь этот материал может принять любую форму, текстуру, жесткость и цвет. Вариаций для изготовления дизайнерских форм ограничивается только человеческой фантазией. При этом цена готовой продукции доступна для любого кошелька.

Потребительские изделия из ПВХ

Из ПВХ изготавливают одежду (искусственная кожа и резина) спортивный инвентарь (экипировка, мячи и пр.), мебель, садовые шланги, перчатки, кредитные и телефонные карты, надувные лодки, рюкзаки, игрушки надувные и мягкие. ПВХ является основой для изготовления всевозможных упаковок для продуктов питания и вещей быта.

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.

Отходы ПВХ

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: мусор сортируется, измельчается, прессуется, проходит химическую переработку, затем под воздействием определенной температуры превращается в единую массу второсортного ПВХ. Этот материал используется в производстве упаковок, различных деталей для автомобилей и т.д.

Читайте также: Утилизация отходов ПВХ

В качестве заключения можно сказать, что природные ресурсы и настойчивость человека к изучению нового и неизведанного привели к разработке отличного материала для изготовления предметов быта. И если отнестись с должной ответственностью к эксплуатации этого материала, то можно сохранить нашу планету чистой и сберечь естественные ресурсы от полного исчерпания.