Що таке полівінілхлорид (ПВХ)

Полівінілхлорид – матеріал, який широко затребуваний у різних сферах діяльності. Термопластичний полімер отримують методом полімеризації. ПВХ – один із перших полімерних матеріалів, які набули широкого поширення у світі. Залежно від технології виготовлення і ступеня полімеризації різняться властивості готового продукту. Переваги ПВХ:

• простий процес виготовлення та обробки;
• міцність і довговічність;
• хімічна інертність;
• стійкість до утворення корозії;
• стійкість до ударних, вагових та інших механічних навантажень;
• вологостійкість і гігієнічність;
• можливість виготовлення виробів будь-якої форми. 

Додатковий плюс – низькі витрати на виробництво, що обумовлює доступні ціни на продукцію з PVC. Вироби з полівінілхлориду мають невелику вагу порівняно з металевими аналогами і практично не поступаються за міцністю. 

ПВХ: технологія виробництва

Формула полівінілхлориду передбачає використання рідкого дихлоретану – хлорорганічної сполуки, яка має різкий запах і підвищену летючість. Спочатку для отримання дихлоретану використовують кам’яну сіль, яка служить сировиною для виробництва хлору. Продукт переробки нафти – етилен, з’єднують із хлором, щоб отримати дихлоретан. Наступний етап виробництва – отримання вінілхлориду з дихлоретану. 

Сировина для промислового отримання полівінілхлориду – вінілхлорид, який внаслідок реакції полімеризації змінює структуру. Під час хімічної реакції, яка протікає за температури 65°C, відбувається трансформація гомогенних мономерів у полімери. Вінілхлорид і полівінілхлорид відрізняються структурою. У другому випадку матеріал складається з великих частинок, що визначає хімічні та фізичні властивості. Полімеризація вінілхлориду відбувається за участю хлориду натрію. У промисловому виробництві застосовують різні технології, що впливає на характеристики готового продукту. Щоб розібратися, що таке ПВХ, варто дізнатися особливості різних технологій полімеризації:

• У суспензії. Процес протікає в спеціальному реакторі в присутності води за умови рівномірного нагрівання до 65°C. Під час реакції відбувається агрегація частинок з утворенням пористих гранул розміром 100-300 мкм. Зменшення показників тиску в реакторі призводить до видалення мономерів, які не вступили в реакцію. Отримані гранули фільтрують, просушують і фасують. 
• В емульсії. Реакція проходить за участю емульгаторів – ПАР. Під час полімеризації утворюється латекс, який осідає на дні реактора. Температурні умови – +60°C. Процес проходить при періодичному перемішуванні суміші або без втручання. Перевага методу – понад 95% мономерів, які вступили в реакцію, що означає менший обсяг відходів. 
• У масі. Передбачає двоступеневий процес полімеризації. На першому етапі сировину перемішують з великою швидкістю. Потім до складу вводять активатори та інші допоміжні речовини. Одночасно зменшується швидкість перемішування. Процес полімеризації проходить до перетворення понад 80% мономерів. Перевага методу – відсутність необхідності в просушуванні гранул. У результаті зменшуються виробничі витрати. 

Понад 80% усього обсягу матеріалу отримують суспензійним методом. Переваги технології включають простоту виконання і високу продуктивність. Введення до складу добавок і пластифікаторів дає змогу регулювати властивості. Емульсійна технологія застосовується рідше, що пов’язано з великою кількістю добавок, необхідних для реакції. Присутність домішок відбивається на вартості виробництва і властивостях готового продукту. Метод полімеризації в масі не набув широкого поширення, що обумовлено зниженою якістю готової продукції через нерівномірну структуру (молекулярну масу) полімеру. 

Властивості та характеристики

ПВХ належить до речовин зниженої токсичної небезпеки. Нагрівання до температури вище 150°C супроводжується виділенням шкідливих для здоров’я речовин – вуглецевого окису і хлористого водню. Температура плавлення матеріалу становить 150-220°C. Основні характеристики ПВХ:

• не розчиняється у воді;
• не пропускає електричний струм;
• не руйнується при контакті з агресивними речовинами – лугами, кислотами, бензином, мінеральними маслами. 

Матеріал самозаймається при нагріванні до температури 1100°C. Реакція проходить з виділенням хлористого водню – отруйного газу. Тривала взаємодія з бензолом і ацетоном призводить до набухання. Щільність полівінілхлориду – 1,35-1,43 г/см3. У порівнянні з поліпропіленом та іншими пластиками у ПВХ щільність більша, що обумовлює підвищену твердість і міцність. 

Сфера застосування

Полівінілхлорид використовують для виготовлення медичного обладнання, інструментів і витратних матеріалів упродовж понад 50 років. Одноразові вироби з ПВХ замінили і практично витіснили аналоги, зроблені зі скла і гуми. Що роблять із ПВХ у медицині:

• ємності та контейнери для зберігання і збору крові;
• одноразові шприци і рукавички;
• вузли і компоненти медичних приладів;
• трубки для інфузійних систем та катетери;
• хірургічні шини.

Полівінілхлорид затребуваний у машинобудівній галузі. З матеріалу роблять подушки безпеки, елементи оздоблення салону, ущільнювачі, покриття, панелі приладів та дверей, підлокітники. Оснащення автомобілів деталями із ПВХ сприяє зниженню власної ваги транспортного засобу. В результаті покращуються динамічні характеристики та знижується витрата палива.

З матеріалу виготовляють дитячі іграшки, посуд, харчові ємності, взуття та одяг, лінолеум та інші покриття для підлоги, сумки та рюкзаки, спортивний інвентар та обладнання. Полівінілхлорид – це популярна сировина для кредитних карток, меблів, побутової техніки. Інші види продукції – натяжні стелі, пластикові вікна, ізоляція електричних проводів. ПВХ – сировина для виготовлення труб та пакування.

Використання ПВХ для виробництва побутових та промислових ємностей

Сьогодні у побуті та промисловому виробництві часто зустрічається термін «ПВХ», розшифровка якого означає «полівінілхлорид». Область застосування полівінілхлориду охоплює транспортування та зберігання рідких речовин. З матеріалу виготовляють ємності, які відрізняються розміром та формою. У порівнянні з металевими аналогами пластикові ємності не схильні до утворення корозії і мало важать, що обумовлює переваги:

• Зниження навантаження на вантажний транспорт та відповідно витрат на пальне та ремонт техніки.
• Відсутність необхідності в регулярному та витратному обслуговуванні. Вироби із пластику не потрібно обробляти антикорозійними складами та фарбувати.
• Збереження початкових властивостей рідин, що зберігаються, у тому числі смаку і запаху. Матеріал не вступає в реакцію з водою, молоком, вином, олією та іншими рідкими середовищами.

Вироби з полівінілхлориду відрізняються високою міцністю та простим доглядом. Представники бізнесу обирають резервуари для води із PVC, щоб скоротити виробничі витрати. Доступна ціна та довговічність – важливі характеристики, які дозволяють раціонально використовувати бюджет підприємства. Пластикові баки призначені для перевезення та зберігання різних рідин:

• питна та технічна вода;
• сільськогосподарська продукція – соки, молоко, олія;
• бензин, дизпаливо та інші паливно-мастильні матеріали;
• добрива для сільського господарства;
• кислоти, луги та іншу сировину для хімічної промисловості.

Щоб успішно розвивати бізнес у сільськогосподарській галузі, використовують різні ємності із ПВХ. У пластикових резервуарах вирощують та перевозять рибу. Баки використовують для облаштування систем водопостачання та каналізації, зберігання зерна, цукру та іншої сипучої сільськогосподарської продукції.

Застосування PVC у будівництві та промисловості

ПВХ – матеріал, який знайшов широке застосування у будівельній сфері. Листи з полівінілхлориду використовують для теплоізоляції та звукоізоляції. Місткості ПВХ не підходять для зберігання гарячої води. Щоб облаштувати автономну систему каналізації та водопостачання, знадобляться пластикові резервуари з поліпропілену. Полімерний матеріал стійкий до температурних перепадів, підходить для зберігання холодної та гарячої води. З ПВХ виготовляють складні м’які ємності. Полівінілхлоридні баки використовують для збирання стічних вод та облаштування системи поливу саду. Взимку їх складають та прибирають у підсобне приміщення.