Что такое поливинилхлорид (ПВХ)

Поливинилхлорид – материал, который широко востребован в разных сферах деятельности. Термопластичный полимер получают методом полимеризации. ПВХ – один из первых полимерных материалов, которые нашли широкое распространение в мире. В зависимости от технологии изготовления и степени полимеризации различаются свойства готового продукта. Преимущества ПВХ:

• простой процесс изготовления и обработки;
• прочность и долговечность;
• химическая инертность;
• устойчивость к образованию коррозии;
• стойкость к ударным, весовым и другим механическим нагрузкам;
• влагостойкость и гигиеничность;
• возможность изготовления изделий любой формы. 

Дополнительный плюс – низкие затраты на производство, что обуславливает доступные цены на продукцию из PVC. Изделия из поливинилхлорида мало весят в сравнении с металлическими аналогами и практически не уступают по прочности. 

ПВХ: технология производства

Формула поливинилхлорида предполагает использование жидкого дихлорэтана – хлорорганического соединения, которое обладает резким запахом и повышенной летучестью. Изначально для получения дихлорэтана используют каменную соль, которая служит сырьем для производства хлора. Продукт переработки нефти – этилен, соединяют с хлором, чтобы получить дихлорэтан. Следующий этап производства – получение винилхлорида из дихлорэтана. 

Сырье для промышленного получения поливинилхлорида – винилхлорид, который вследствие реакции полимеризации изменяет структуру. В ходе химической реакции, которая протекает при температуре 65°C, происходит трансформация гомогенных мономеров в полимеры. Винилхлорид и поливинилхлорид отличаются структурой. Во втором случае материал состоит из крупных частиц, что определяет химические и физические свойства. Полимеризация винилхлорида происходит при участии хлорида натрия. В промышленном производстве применяют разные технологии, что влияет на характеристики готового продукта. Чтобы разобраться, что такое ПВХ, стоит узнать особенности разных технологий полимеризации:

• В суспензии. Процесс протекает в специальном реакторе в присутствии воды при условии равномерного нагревания до 65°C. В ходе реакции происходит агрегация частиц с образованием пористых гранул размером 100-300 мкм. Уменьшение показателей давления в реакторе приводит к удалению мономеров, которые не вступили в реакцию. Полученные гранулы фильтруют, просушивают и фасуют. 
• В эмульсии. Реакция проходит при участии эмульгаторов – ПАВ. В ходе полимеризации образуется латекс, который оседает на дне реактора. Температурные условия – +60°C. Процесс проходит при периодическом помешивании смеси или без вмешательства. Преимущество метода – более 95% мономеров, вступивших в реакцию, что означает меньший объем отходов. 
• В массе. Предполагает двухступенчатый процесс полимеризации. На первом этапе сырье перемешивают с большой скоростью. Затем в состав вводят активаторы и другие вспомогательные вещества. Одновременно уменьшается скорость перемешивания. Процесс полимеризации проходит до преобразования более 80% мономеров. Преимущество метода – отсутствие необходимости в просушивании гранул. В результате уменьшаются производственные затраты. 

Более 80% всего объема материала получают суспензионным методом. Преимущества технологии включают простоту исполнения и высокую производительность. Введение в состав добавок и пластификаторов позволяет регулировать свойства. Эмульсионная технология применяется реже, что связано с большим количеством добавок, необходимых для реакции. Присутствие примесей отражается на стоимости производства и свойствах готового продукта. Метод полимеризации в массе не получил широкого распространения, что обусловлено пониженным качеством готовой продукции из-за неравномерной структуры (молекулярной массы) полимера. 

Свойства и характеристики

ПВХ относится к веществам пониженной токсичной опасности. Нагревание до температуры выше 150°C сопровождается выделением вредных для здоровья веществ – углеродной окиси и хлористого водорода. Температура плавления материала составляет 150-220°C. Основные характеристики ПВХ:

• не растворяется в воде;
• не пропускает электрический ток;
• не разрушается при контакте с агрессивными веществами – щелочами, кислотами, бензином, минеральными маслами. 

Материал самовоспламеняется при нагревании до температуры 1100°C. Реакция проходит с выделением хлористого водорода – ядовитого газа. Длительное взаимодействие с бензолом и ацетоном приводит к набуханию. Плотность поливинилхлорида – 1,35-1,43 г/см3. В сравнении с полипропиленом и другими пластиками у ПВХ плотность больше, что обуславливает повышенную твердость и прочность. 

Сфера применения

Поливинилхлорид используют для изготовления медицинского оборудования, инструментов и расходных материалов на протяжении более 50 лет. Одноразовые изделия из ПВХ заменили и практически вытеснили аналоги, сделанные из стекла и резины. Что делают из ПВХ в медицине:

• емкости и контейнеры для хранения и сбора крови;
• одноразовые шприцы и перчатки;
• узлы и компоненты медицинских приборов;
• трубки для инфузионных систем и катетеры;
• хирургические шины.

Поливинилхлорид востребован в машиностроительной отрасли. Из материала делают подушки безопасности, элементы отделки салона, уплотнители, покрытия, панели приборов и дверей, подлокотники. Оснащение автомобилей деталями из ПВХ способствует снижению собственного веса транспортного средства. В результате улучшаются динамические характеристики и снижается расход топлива.

Из материала изготавливают детские игрушки, посуду, пищевые емкости, обувь и одежду, линолеум и другие напольные покрытия, сумки и рюкзаки, спортивный инвентарь и оборудование. Поливинилхлорид – это популярное сырье для производства кредитных карточек, мебели, бытовой техники. Другие виды продукции – натяжные потолки, пластиковые окна, изоляция для электрических проводов. ПВХ – сырье для изготовления труб и упаковки. 

Использование ПВХ для производства бытовых и промышленных емкостей

Сегодня в быту и промышленном производстве часто встречается термин «ПВХ», расшифровка которого означает «поливинилхлорид». Область применения поливинилхлорида охватывает транспортировку и хранение жидких веществ. Из материала изготавливают емкости, которые различаются размером и формой. В сравнении с металлическими аналогами пластиковые емкости не подвержены образованию коррозии и мало весят, что обуславливает преимущества:

• Снижение нагрузки на грузовой транспорт и соответственно расходов на горючее и ремонт техники.
• Отсутствие необходимости в регулярном и затратном обслуживании. Изделия из пластика не нужно обрабатывать антикоррозийными составами и окрашивать.
• Сохранение первоначальных свойств хранящихся жидкостей, в том числе вкуса и запаха. Материал не вступает в реакцию с водой, молоком, вином, растительным маслом и другими жидкими средами. 

Изделия из поливинилхлорида отличаются высокой прочностью и простым уходом. Представители бизнеса выбирают резервуары для воды из PVC, чтобы сократить производственные затраты. Доступная цена и долговечность – важные характеристики, которые позволяют рационально использовать бюджет предприятия. Пластиковые баки предназначены для перевозки и хранения разных жидкостей:

• питьевая и техническая вода;
• сельскохозяйственная продукция – соки, молоко, растительное масло;
• бензин, дизтопливо и другие горюче-смазочные материалы;
• удобрения для сельского хозяйства;
• кислоты, щелочи и другое сырье для химической промышленности. 

Чтобы успешно развивать бизнес в сельскохозяйственной отрасли, используют различные емкости из ПВХ. В пластиковых резервуарах выращивают и перевозят рыбу. Баки используют для обустройства систем водоснабжения и канализации, хранения зерна, сахара и другой сыпучей сельскохозяйственной продукции. 

Применение PVC в строительстве и промышленности

ПВХ – материал, который нашел широкое применение в строительной сфере. Листы из поливинилхлорида используют для теплоизоляции и звукоизоляции. Емкости ПВХ не подходят для хранения горячей воды. Чтобы обустроить автономную систему канализации и водоснабжения, понадобятся пластиковые резервуары из полипропилена. Полимерный материал устойчив к температурным перепадам, подходит для хранения холодной и горячей воды. Из ПВХ делают складные мягкие емкости. Поливинилхлоридные баки используют для сбора сточных вод и обустройства системы полива сада. Зимой их складывают и убирают в подсобное помещение.