Сейчас в WikiPRO 3913 статей и 32 647 страниц на русском языке.

Химический состав ПВХ и его физические характеристики

Материал из ВикиПро: Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебеля
Перейти к: навигация, поиск
Мне нравится
10

Устойчивость ПВХ к воздействию химических регентов

По своему химическому составу поливинилхлорид состоит из элементов углерода, водорода и хлора. Устойчив к воздействию большинства химических реагентов. Ниже приведен сокращенный вариант таблицы устойчивости ПВХ к воздействию различных химических веществ. Полностью таблица приводится в техническом руководстве всех производителей профильных систем из ПВХ.

                                  ТАБЛИЦА УСТОЙЧИВОСТИ ПВХ К ВОЗДЕЙСТВИЮ РАЗЛИЧНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ   Табл.2.2

N П/П
НАИМЕНОВАНИЕ ВЕЩЕСТВА
КОНЦЕНТРАЦИЯ
ПРИ t , ОС
Группа I. Высокая сопротивляемость
1.
Азотная кислота
10%
60
2.
Аммиак, водный раствор
Конц.
40
3.
Дизельное топливо

20
4.
Машинное масло

60
5.
Муравьиная кислота
100%
40


10%
60
6. Натровый щелок
10%
60




7. Оливковое масло

60
8. Перманганат калия
Насыщенный 20 ОС
60
9. Серная кислота
10%
60


96%
60
10.
Скипидар

20
11.
Соляная кислота
10%
60


35%
60
12.
Хлорид натрия
10%
60
13.
Этанол

40
Группа II. Слабая сопротивляемость
1.
Уксусная кислота
100%
20
2.
Царская водка

40
Группа III. Отсутствие сопротивляемости
1.
Анилин

20
2.
Бензол

20
3.
Бензино-бензоловая смесь

20
4.
Диэтилэфир

20
5.
Крезол - М

20
6.
Ксилол

20
7.
Толуол

20


Процесс образования ПВХ

ПВХ относится к той небольшой группе полимеров, которые производятся не полностью на основе нефти. В качестве сырья для его производства используется добываемый из нефти этилен (43 %) и хлор (57 %), добываемый из поваренной соли.

Из каменной соли посредством электролиза хлористого натрия получается хлор. Из нефти получается этилен. Этилен и хлор вступают в реакцию с образованием дихлорэтана, из которого в результате последующей реакции образуется винилхлорид. Винилхлорид превращается посредством полимеризации в поливинилхлорид.
Процесс образования ПВХ можно условно разделить на четыре метода, при этом 80 % всего ПВХ добывается по так называемой “полимеризации в суспензии”.

Этот метод основан на том, что винилхлорид нерастворим в воде. Винилхлорид диспегрируется в воду через трубки в реактор давления, объемом 80 .... 150 м 3 . Таким образом, винилхлорид разделяется на микрокапельки и подогревается до необходимой температуры 40 – 80 оС. После ввода в суспензию растворимого инициатора реакции (как правило органического пероксида) начинается полимеризация отдельных капелек винилхлорида.
Поскольку процесс полимеризации сопровождается выделением теплоты, то возникает опасность терморазложения ПВХ – возникновение обратной реакции дегидрохлорирования – разложение молекулы ПВХ с выделением соляной кислоты.
R87.jpg
Под воздействием образовавшегося соединения ПВХ изменяет цвет и становится красно-коричневым. Выделяемая соляная кислота ускоряет каталитически дальнейшее разрушение ПВХ. Для того, чтобы избежать обратной реакции, добавляется специальный стабилизатор, который покрывает образовавшиеся в результате полимеризации частички защитной оболочкой. Эти суспензированные частицы, размером от 20 до 200 mм легко отделяются на на центрифуге, сите или фильтрах, а не вступивший в реакцию винилхлорид удаляется в виде газа при помощи специальной аппаратуры.

Использование  стабилизаторов в процессе производства ПВХ

В подавляющем большинстве ПВХ-профилей, производимых в настоящее время, в качестве термостабилизатора используются соединения свинца (Pb). Внедренный в состав порошка из суспензированных частиц - ПВХ-компаунда свинцовый термостабилизатор не может мигрировать из его состава, и свинец никак не выделяется из стабилизатора.
Наряду с классической стабилизацией некоторые производства используют технологию стабилизации с использованием соединений кальция и цинка. Кальциево-цинковые (Ca /Zn) термостабилизаторы и их соли большинства кислот признаны нетоксичными, не генерирующими токсичных веществ в соединении с другими добавками в компаунде. Такая технология является более дорогой и менее изученной с точки зрения эмпирического материала по результатам натурных испытаний, так как используется сравнительно недавно.
Физико-механические и химические свойства ПВХ, стабилизированного свинцом и кальцием-цинком практически не отличаются друг от друга. Ниже приведена сравнительная таблица технических характеристик материала профилей с различной стабилизацией.

ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА С РАЗЛИЧНОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ

ХАРАКТЕРИСТИКА
МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ
ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ
СТАБИЛИЗАЦИЯСВИНЕЦ
СТАБИЛИЗАЦИЯ
КАЛЬЦИЙ-ЦИНК

Объемный вес
DIN 53479
кг /м*3
1500
1460
Модуль упругости
DIN 53457
Н/ мм*2
2,98
2,46
Коэффициент температурного расширения

1/оС
80 x 10 *–6

Температура размягчения
DIN 534460/B
оС
82,5
79,5
Предел прочности при растяжении
DIN 53455
Н/ мм*2
43
41
Относительное удлинение при разрыве
DIN 53455
 %
101
94
Ударная вязкость образца с надрезом при +23 оС
DIN 53753 КДж /м*2
56
63
Ударная вязкость образца с надрезом при 0 оС
DIN 53753
КДж /м*2
27
32
Твердость D по Шору
DIN 53505
ЕДИНИЦА ТВЕРДОСТИ
74 71


Добавки при производстве ПВХ

Кроме стабилизаторов в состав ПВХ-компаунда входят различные добавки, позволяющие регулировать как его эксплуатационные, так и технологические свойства. К ним относятся:
1. Красящие вещества (пигменты), в качестве которых при производстве ПВХ-профиля используются обычно оксид титана (белый) и оксид железа (коричневый ). Не используются пигменты содержащие кадмий.
2. Смазочные вещества, например воск или мыло, являющиеся вспомогательными материалами, облегчающими текучесть расплава ПВХ-смеси за счет того, что они смазывают поверхность между расплавом и металлическими стенками экструдера.
3. Наполнители, служащие для улучшения физико-химических характеристик ПВХ-профиля и расширения возможностей его обработки. Основной объём среди наполнителей занимает мел, не представляющий никакой опасности для здоровья и окружающей среды.
4. Пластификаторы, предназначенные для повышения эластичности ПВХ при отрицательных температурах. Относительно хрупкий с низкой ударной вязкостью твёрдый ПВХ, используемый в оконном производстве, перемешивается, как правило, с акрилкаучуком. Такой ПВХ называется модифицированным и имеет относительно равномерную хрупкость во всем рабочем диапазоне температур – от + 30 до – 30 оС.



Вклад участников

Ельников Сергей




Обратная связь Автору