Пвх свойства и характеристики: Поливинилхлорид (ПВХ): свойства и области применения

Содержание

Основные характеристики и свойства ПВХ

Так как поливинилхлорид (ПВХ) — это термопластичный синтетический материал, то при разных условиях его полимеризации получаются материалы с разными показателями и свойствами.

Выделяют два основных вида таких материалов.

Первый вид — пластифицированный ПВХ (FPVC, PVC-F, PVC-P), который производится с использованием пластификатора.

Так, например, FPVC – это эластичный материал, но его отличает меньшая степень химической стойкости.

FPVC может выдержать охлаждение до -60 °С.

Кроме того, полученный суспензионным методом пластифицированный ПВХ обладает хорошими диэлектрическими показателями (но хуже, чем у PE, PP, PS).

Второй вид — непластифицированный ПВХ (RPVC, PVC-R, PVC-U), который, соответственно, производится без применения пластификатора.

RPVC – прочный и жесткий, обладает высокой химической стойкостью, устойчив к действию бензина, масел, разбавленных кислот и щелочей, а при нагревании растворяется в дихлорэтане, хлорбензоле, тетрагидрофуране. RPVC может выдержать охлаждение до -15 °С.

ПВХ совместим со многими пластификаторами, например, с фосфатами, фталатами, себацинатами. Он устойчив к окислению, к действию кислот, щелочей, спиртов, минеральных масел. ПВХ почти не горит, имеет хорошие диэлектрические свойства. Он прочен, не растворяется в воде, но растворяется в эфирах, кетонах, хлорированных и ароматических углеводородах. У поливинилхлорида небольшая теплостойкость, поэтому при нагревании свыше 100°С он разлагается, выделяя HCL. Вот для того, чтобы повысить теплостойкость и улучшить растворимость ПВХ, его подвергают хлорированию.

Приведем основные физико-химические характеристики ПВХ:

  • Химическая формула -СН2-CHCl-n (n – степень полимеризации).
  • Молекулярная масса — 40000-145000.
  • Температура самовоспламенения — 1100 °С.
  • Температура воспламенения — 500 °С.
  • Температура вспышки — 624 °С.
  • Плотность — 1,34-1,34 г/см3.
  • Насыпная плотность — 0,4-0,7 г/см3.
  • Температура разложения — 100-140 °С.
  • Температура стеклования — 70-80 °С.

Вообще, поливинилхлорид характеризуется как слаботоксичное вещество. Но вот продукты его разложения могут быть небезопасны и вызывать, например, раздражение верхних дыхательных путей и слизистых оболочек глаза. Кроме того, если температура нагревания ПВХ превышает 150 °С, то, в результате деструкции полимера, происходит выделение хлористого водорода и окиси углерода, которые очень вредны для организма человека. А осевшая пыль является пожароопасной.

ПВХ в строительстве: коэкструзия и другие методы покрытия пвх | ПластЭксперт

ПВХ как особый материал


Как установлено практикой, основными источниками теплопотерь в эксплуатируемых зданиях являются окна и двери, на них приходится около 37% общих теплопотерь.


Через кровли теряется около 15%, стены — 35%, подвальные помещения — 13%. Поэтому и применение конструкций окон на базе новых материалов, обладающих высокими теплотехническими характеристиками, является одним из наиболее эффективных способов экономии энергоресурсов.


В строительстве и производстве оконных и дверных блоков в Европе в настоящее время чаще всего используется поливинилхлорид (ПВХ) — термопластичный искусственный материал.


Основной промышленный патент на него был получен в Германии Фрицем Клатте в 1913 г. Поливинилхлорид производится из природного сырья: поваренной соли (57%) и нефти (43%).


Поскольку ПВХ в основном состоит из широко доступной поваренной соли и, кроме того, может быть многократно подвергнут вторичной переработке, он закономерно может считаться ресурсосберегающим и чрезвычайно экономически выгодным материалом.


Сегодня на рынке строительных изделий предлагается немало вариантов оконных и дверных блоков из различных материалов: это изделия из древесины, металла (чаще всего алюминия), различных пластмасс. И если к деревянным или алюминиевым изделиям мы уже привыкли, то к пластмассам все еще относимся с недоверием, если не сказать с предубежденностью. А ведь никто не осмелится оспаривать факт, что синтез пластических масс становится все более совершенным.


Материал по конкретным заказам с определенными жесткими характеристиками стал реальностью. Пластмассы становятся вязче и могут обладать большей прочностью, чем сталь, они могут быть проводящими электрический ток или идеально его изолирующими, с экстремальными тепло- и морозостойкостью, а также негорючими. Многие отрасли промышленности уже просто невозможно себе представить без использования пластмасс.


Давайте рассмотрим сравнительные характеристики 3 основных строительных материалов для производства окон:


1. Дерево, несомненно, обладает целым рядом ценных свойств, хорошими изоляционными свойствами и прочностью. Но древесина требует специального ухода, большего, чем ПВХ или алюминий, особенно со временем.


Это и специальная сушка заготовок, обработка противогнилостными препаратами, периодическая покраска, ремонт в связи с короблением и гниением и т.д.


2. В отношении прочности алюминий имеет преимущества по сравнению с древесиной и ПВХ. Он не требует дополнительного ухода или ремонта, но, обладая высокой теплопроводностью (почти в 1000 раз большей, чем у ПВХ), практически совсем не сохраняет тепло.


3. ПВХ не требует никакого специального ухода и ремонта, обладает высокой прочностью и долговечностью, хорошими изоляционными свойствами. ПВХ-профили с внутренним армированием стальным профилем отвечают самым строгим требованиям прочности и статической нагрузки. То есть ПВХ как бы объединяет в себе лучшие свойства древесины и алюминия.

Стабилизация ПВХ


Стабилизация первых полученных ПВХ-профилей осуществлялась с использованием солей бария-кадмия. Такая стабилизация придавала профилям хорошую атмосферостойкость. А ударовязкий модифицированный хлорированным полиэтиленом ПВХ легко поддавался последующей обработке.


Замена прежних ударовязких компонентов сополимерами этилена с винилацетатом, а позже — полимерным акриловым эфиром дало возможность использовать в качестве стабилизаторов ПВХ соединения свинца. Это имело как техническую, так и коммерческую выгоду. ПВХ-смесь, стабилизированную свинцом, было легче приготовить, поскольку фирмы-производители стабилизаторов поставляли так называемую «готовую смесь в упаковке», а затраты на стабилизацию ПВХ с использованием свинца были несколько ниже, чем при использовании бария и кадмия. Такая готовая смесь совершенно не пылит, и в ней содержатся все нужные компоненты-стабилизаторы и мягчители (внутренние смазки) в предварительно перемешанном виде, их дозировка при поступлении в систему осуществляется автоматически или полуавтоматически, а обслуживающий персонал, занятый на этапе подготовки ПВХ-смеси, не подвержен никакому риску.


При экструдировании профилей готовая к дальнейшей переработке ПВХ-смесь или гранулит подаются через закрытые подающие устройства в экструдер, где из них приготовляется расплав. Профиль проходит отформовку в головке экструдера и затем охлаждается в калибровочном элементе. Соединения свинца надежно замкнуты в композиции ПВХ-профиля, и с биологической точки зрения их как бы и нет вообще. Во всяком случае, ПВХ-масса, из которой изготавливаются трубы для подачи питьевой воды — а они используются уже более 30 лет, — проходит стабилизацию соединениями свинца.


Вы могли бы себе представить такое, что питьевую воду — продукт, за качеством которого следят особенно пристально, было бы разрешено перекачивать по ПВХ-трубам, если бы существовала малейшая опасность для здоровья человека? Поэтому нет никаких оснований ни с медицинской, ни с научной, ни с экономической точек зрения отказываться от использования свинца как стабилизатора при изготовлении оконных профилей из ПВХ.


В настоящее время фирмы-производители стабилизаторов вышли на рынок с новой системой на базе кальция и цинка, пригодной для стабилизации ПВХ-профилей.


В таких системных изначально плохую термостабильность присутствующих в них карбоксилатов (кальция и цинка) поднимают до нужного уровня, добавляя в систему неорганические и органические добавочные стабилизаторы. Если теперь в систему добавить еще и мягчители, то стабилизация на базе кальция и цинка будет выглядеть, скорее всего, как «аптека после взрыва».


С качественной точки зрения профили, стабилизированные кальцием-цинком, также обладают безупречными характеристиками. Их стойкость к атмосферным воздействиям исключительна, и в повседневной эксплуатации они ведут себя безупречно. Проблем, связанных с их утилизацией, так же как и у профилей, стабилизированных свинцом, не существует вообще, и в процессе вторичной переработки их без проблем можно смешивать с составами других рецептур.


Немецкие требования к оконным профилям из ПВХ и методы их испытаний приведены в соответствующих нормативных требованиях к качеству продукции RAI-GZ 716/1 и в стандарте DIN 16830, часть 1 и 2.

Нанесение покрытий на поверхность профиля


Обычно оконные ПВХ-профили имеют белый цвет. Можно, однако, изготавливать профили других цветов. Это либо профили, окрашенные в массе, либо профили с поверхностным покрытием. Покрытие может быть нанесено на поверхность самыми разными способами, из которых признания добились лишь четыре: коэкструзия с использованием ПММА (полиметилметакрилат), пленочное покрытие, нанесение печатного покрытия, лакирование/покраска.

Коэкструзия


Благодаря схождению двух потоков расплавленной массы в зоне мундштука головки экструдера на одну или обе лицевые поверхности основного профиля наносится в процессе экструзии слой атмосферостойкого окрашенного ПММА толщиной 0,2-1,0 мм, который прочно приваривается к профилю-основе. При этом толщину наносимого слоя ПММА выбирают такой, чтобы цвет самой основы не был виден, чтобы естественные царапины не проступали на поверхность.


Недостаток такой технологии состоит лишь в том, что для каждой линии требуются специальные головки и два экструдера, что весьма дорогостояще. Профили с покрытием, нанесенным таким способом, могут быть сертифицированы в соответствии с RAL-GZ 716/1, часть 3.

Пленочное покрытие


Нанесение на поверхность профиля атмосферостойкой пленки осуществляется двумя способами. Обычная технология такова: в зависимости от потребности со склада берут необходимое количество основных профилей и при помощи специального устройства наносят на их лицевую поверхность полужесткую пленку из ПВХ, используя специальный клей. Атмосферостойкость такой пленки из ПВХ удалось заметно улучшить благодаря ламинированию с использованием тонкой и высокостойкой к воздействию ультрафиолетового излучения пленки из ПММА. Преимущество данной технологии заключается в ее исключительной гибкости в зависимости от свойств конечного продукта.


Ее недостатком является необходимость работы с растворителями, поскольку надежной системы склейки без растворителя пока еще не существует.


Профили, отработанные таким способом, могут быть сертифицированы в соответствии с RAL-GZ 716/1, часть 7.


Другой возможностью нанесения пленочного покрытия является способ «пластоформовки». В данном случае пленка ПММА, покрытая клеем-расплавом, вводится на потоке при проведении экструзии в головку экструдера на выходе из мундштука. Декорирование пленки осуществляется ее изготовителем заранее, в зависимости от требований потребителя.


Эта хорошо зарекомендовавшая себя технология позволяет получать профили с хорошей атмосферостойкостью. Но она имеет те же недостатки, что и коэструзия: высокую стоимость вследствие энергоемкости производства, поскольку нужны головки специальной конструкции.


Такие профили могут быть сертифицированы в соответствии с RAL-GZ 716/1, часть 6.

Нанесение печатного покрытия


Нанесение на оконные профили ПВХ печатного покрытия может быть осуществлено двумя совершенно разными способами автономно.


При использовании так называемого «грязного», или «мокрого», способа обработки профили очищаются в специальной установке, работающей в автономном режиме и обеспечивающей регенерацию растворителя, а затем в три этапа (грунтовка, слой декора, верхний слой) на них наносится желаемое декоративное покрытие, чаще всего это текстура «под дерево».


Выгода этого способа в том, что здесь возможен любой декор. Для усиления древесной текстуры на некоторых профилях делается дополнительное тиснение. С другой стороны, производственные и капитальные затраты на установку, которая работает с использованием растворителей, на сегодняшний день еще очень высоки. Кроме этого, сам слой печатного покрытия довольно тонок, поэтому на поверхности таких профилей легко остаются царапины. Атмосферостойкость этих профилей очень высокая, уже много лет они находят широкое практическое применение и могут быть сертифицированы в соответствии с RAL-GZ 716/1, часть 6.


Для так называемого ускоренного способа обработки применяется довольно несложное устройство, где слой декора наносится на поверхность профиля после его очистки сухим способом с использованием полиэфирной пленки под воздействием температуры и давления. Этот способ действует безотказно лишь в том случае, когда покрытие наносят на очень чистую, ровную и гладкую поверхность. Такой декоративный слой очень тонок, и на нем остаются царапины, а сама пленка стоит очень дорого. Поэтому обработка оконных ПВХ-профилей таким способом на практике — явление довольно редкое.

Лакирование / покраска


Чтобы удовлетворить особым требованиям потребителя в отношении декоративного оформления профилей, оконные рамы после их сварки до установки фурнитуры, уплотнений и стекол иногда окрашивают лаком того цвета, который укажет потребитель. В зависимости от потребности любые окна могут быть окрашены в любой цвет. Такая работа может быть выполнена любой специализирующейся на этом фирмой. Лакокрасочные материалы предлагают многие известные производители, но сам лакокрасочный слой относительно тонок, поэтому на нем остаются царапины. В некоторых случаях, особенно при неправильной очистке или грунтовке рам перед их лакировкой, лакокрасочный слой может местами отставать от поверхности.

Чистка оконных профилей из ПВХ


ПВХ-профили не доставят особых хлопот во время ухода за ними благодаря особо гладкой поверхности и эластичным, не подверженным старению уплотнениям. Для обычного ухода за изделиями из ПВХ достаточно мягкого моющего средства.


Вот уже 2 года белорусское предприятие «Эксимпластик» производит экологически чистые, энерго- и теплосберегающие конструкции окон, дверей и перегородок из ПВХ-профилей по технологии немецкой фирмы «Gealan».


Немецкая фирма «Gealan» имеет почти тридцатилетний опыт производства изделий из ПВХ. На протяжении всего этого срока совершенствовался материал для профилированных строительных изделий. Результатом процесса оптимизации стала система оконных профилей Gealan S3000. Эта марка обладает стойкостью к действию кислот, оснований, солей, спирта и альдегида. Оконные и дверные блоки из ПВХ-профилей системы Gealan S3000 обладают разнообразными преимуществами, включающими высокие физико-механические свойства, долговечность, атмосферостойкость в любых климатических условиях, в том числе приморских, а также в районах с загрязненной атмосферой. Они характеризуются также высокой ударопрочностью, стойкостью к воздействию ультрафиолетового излучения, биостойкостью, теплостойкостью, пониженной возгораемостью, необходимыми декоративными качествами. Эксплуатация блоков возможна в диапазоне температур от -50 до +50 градусов Цельсия.


ПВХ-профиль этой системы отвечает всем самым современным технологическим и конструктивным требованиям. Он имеет трехкамерное строение: передняя камера с наружной стороны обеспечивает отвод влаги, средние камеры створочного, коробочного и импостно-поперечного профилей, в которых размещается армирующий профиль из оцинкованной стали, расположены таким образом, что выполняются все статические требования, предъявляемые к оконным изделиям, камера, обращенная внутрь помещения, служит для звукоизоляции и обеспечивает высокую теплоизоляцию.


Система профилей Gealan S3000 отличается высокими характеристиками теплоизоляции благодаря тому, что ПВХ является исключительно теплоизоляционным материалом, трехкамерная конструкция профилей использует лучший из природных изолирующих материалов — воздух, система уплотнений исключает возникновение сквозняков, в окна могут быть вставлены одно- и многокамерные стеклопакеты со стеклом различной толщины и разными теплоизолирующими характеристиками.


Благодаря низкой теплопроводности ПВХ и использованию многокамерных профилей при температуре -20°С на улице и +20°С в помещении температура в средней камере не понижается ниже 0°С, а температура внутренней стороны профиля составляет приблизительно +15°С. Разница в 35°С несомненно указывает на особые теплоизоляционные свойства профилей.


В конструкции оконного блока используются износостойкие резиновые уплотнители, проходящие по всему периметру как коробок, так и створок. Благодаря широким поверхностям примыкания эти уплотнения обеспечивают высокие показатели водо- и воздухонепроницаемости. Герметизация крепления стеклопакетов также осуществляется с помощью специальных уплотнителей из профильной атмосферостойкой резины.


Герметичные однокамерные и двухкамерные стеклопакеты не запотевают никогда. При необходимости повышения теплоизоляции стеклопакетов их показатель можно увеличить почти в два раза путем использования теплоизолирующего стекла. В данном случае речь идет об изолирующем К-стекле с пониженной эмиссией, то есть теплоотражающем стекле. Эмиссией стекла называют его способность вторично излучать поглощенное тепло. Чем ниже этот показатель, тем меньше теплообмен между стеклом и окружающей средой. Стандартные остекления, установленные в герметичном стеклопакете, снижают теплообмен, происходящий за счет теплопроводности и конвекции. Использование же изолирующего стекла в стеклопакете дает еще большую степень теплоизоляции. К-стекло, установленное в стеклопакете со стороны помещения, играет роль своего рода «зеркала», которое отражает тепло обратно внутрь помещения. При этом теплоизолирующее К-стекло сравнительно не намного превышает стоимость обычного стекла. Таким образом, можно отметить следующие его преимущества: в холодное время года оно помогает сохранять внутри помещения тепло солнечной радиации, а также тепло, вырабатываемое обогревающими устройствами и осветительными приборами; уменьшает затраты на отопление и кондиционирование воздуха.


Технологические характеристики изделий, производимых ООО «Эксимпластик» из ПВХ-профилей, отвечают требованиям европейских стандартов, прошли испытания и сертифицированы на соответствие требованиям отечественных стандартов.


Кроме того, использование изделий из ПВХ делает более эффективной защиту от загрязнения окружающей среды, так как приводит к снижению дымовых выбросов при отоплении, а вторичная безотходная переработка ПВХ предохраняет от появления свалок отходов производства.


Благодаря высоким конструктивным качествам окон может быть обеспечено снижение шума до 36 дБ, а вследствие использования армированных профилей такие окна можно применять в зданиях высотой до 100 м.

Выводы


Изложенное позволяет утверждать, что:


1. ПВХ — экономичный, атмосферостойкий, теплоизолирующий, шумоизолирующий, экологически чистый, безвредный для здоровья, энергосберегающий, удобный в уходе, практичный, обладающий неограниченными возможностями формообразования материал, который смело можно назвать материалом не только сегодняшнего, но и завтрашнего дня.


2. Оконные и дверные блоки из ПВХ-профилей экономичны, эффективны, практичны и эстетичны.


3. Оконные и дверные блоки из ПВХ-профилей по своим технологическим и конструктивным характеристикам соответствуют требованиям европейских стандартов и превосходят аналогичные изделия из альтернативных материалов.


4. Оконные и дверные блоки из ПВХ-профилей эффективно способствуют энергосбережению, снижая теплопотери, а также защите окружающей среды от загрязнения.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебель

Перед оценкой физико-механических свойств ПВХ приведем термины и определения сопротивления материалов

Как известно, механические испытания материалов могут быть статическими (нагрузка на образец увеличивается постепенно), динамическими (нагрузка на образец действует мгновенно) и повторно-переменными (нагрузка на образец многократно изменяется по величине и направлению).

Набор необходимых испытаний определяется в соответствии с характером напряжений, возникающих в элементе под воздействием эксплуатационных и технологических нагрузок. ПВХ-профили испытывают на растяжение и удар. Кроме того, для ПВХ как полимера важны такие показатели как температура размягчения, коэффициент линейного расширения и цветоустойчивость.

Упругость ПВХ

В соответствии с законом Гука, удлинение образца при его испытаниях на растяжение, до определенного предела растет по прямой пропорциональной зависимости, характеризующей упругие свойства материала. Коэффициент пропорциональности является величиной, оценивающей степень сопротивления материала упругой деформации и называется ‘модулем продольной упругости (модулем упругости) ‘Е [ Н/м 2, МН/м 2, Н/мм2, кгс/см2]. Чем больше Е , тем меньше упругая деформация и наоборот.
В качестве иллюстрации приведем сравнительную таблицу значений модуля упругости различных материалов.

МОДУЛЬ УПРУГОСТИ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ     Табл 2.1

МАТЕРИАЛ Е ,
Н/мм 2
Е ,
МН/м 2
ПВХ твердый 2,7 0,027       х10*5
Дерево вдоль волокон 10 0,1          х10*5
Бетон 10,0-30,0 0,1..0,3    х10*5
Стеклопластик 18,0-40,0 0,18..0,4  х10*5
Дерево поперек волокон 50 0,5          х10*5
Алюминий 57,5 0,675       х10*5
Алюминиевые сплавы 71 0,71         х10*5
Сталь 210 2,1           х10*5

Зависимость модуля упругости ПВХ от температуры приведена на рис.2.1.

R86.gifВ пределах закона Гука растяжение образца происходит без образования необратимых остаточных деформаций. При определенной нагрузке Рв на образце начинается образование местного сужения (шейки).

Предел прочности ПВХ

Пределом прочности при растяжении называют напряжение [Н/м*2, МН/м *2, Н/мм*2, кгс/см2]., соответствующее нагрузке Рв, и определяемое как

sв = Рв / F 0 , где F 0 – исходная площадь поперечного сечения образца

При нагрузке Рz происходит разрыв образца. Пределом прочности при разрыве называют напряжение sz, определяемое отношением нагрузки в момент разрыва к площади поперечного сечения образца F 1 в месте разрыва

sz = Рz / F 1

Относительное удлиннение ПВХ при разрыве
==

Относительным удлинением при разрыве d называют отношение приращения длины образца после разрыва L 1 , к его расчетной длине L 0, выраженное в процентах

d = [ (L 1- L 0 ) / L 0] х 100 %

Испытания  ПВХ на удар

Испытания на удар позволяют определять способность материала противодействовать динамическим нагрузкам и выявлять склонность материала к хрупкому разрушению при различных температурах.
Для испытаний применяют стандартные образцы квадратного или прямоугольного сечения с надрезом или без него. Образец устанавливают на двух опорах, после чего на него с некоторой высоты Н падает груз весом P, разрушает образец и по инерции снова поднимается на некоторую высоту h. При этом на разрушение образца затрачивается работа

А н = P (H-h) [ Дж , кДж ].

Ударную вязкость а н [ Дж /м *2 , кДж /м *2 ] определяют как отношение работы, затраченной на разрушение образца, к площади поперечного сечения образца F н в месте надреза

а н = А н / F н

Испытания на твердость

Испытания на твердость производят по различным шкалам, путем вдавливания в материал стальных шариков, алмазных наконечников и др. Твердость определяют как соотношение приложенной нагрузки к площади отпечатка.

Таким образом, для ПВХ может быть выведена группа показателей, характеризующих его поведение как конструкционного материала в процессе изготовления, установки и эксплуатации окна при сочетании различных нагрузок и воздействий.
Как видно из графика, показанного на рис.2.1, при понижении температуры модуль упругости ПВХ повышается, а следовательно, растут и его прочностные характеристики на растяжение, сжатие и изгиб. Однако, при этом увеличивается его хрупкость (падает ударная вязкость). При понижении температуры ПВХ с 23 до 0 оС [1] его ударная вязкость падает вдвое. Не случайно оконные фирмы, имеющие достаточный опыт работы, приостанавливают монтажи окон из ПВХ в зимнее время при температуре наружного воздуха ниже –10 — 15 оС, когда риск хрупкого разрушения ПВХ при механическом воздействии велик.
С повышением температуры поливинилхлорид постепенно размягчается – его относительное удлинение при разрыве увеличивается, прочность на сжатие и изгиб падает. В зоне температур от +10 оС до +40 оС механические характеристики уменьшаются очень незначительно, и в большинстве случаев этими изменениями можно пренебречь.
Резкое падение прочностных свойств ПВХ начинается выше температуры +40 оС, а вблизи t = +80 оС находится его точка размягчения. Таким образом, можно сделать вывод о том, что применение ПВХ-окон недопустимо в помещениях с повышенными тепловыделениями, а при проектировании окон, ориентированных на южную сторону, следует предусматривать мероприятия, предотвращающие аккумуляцию тепла оконным профилем.

  1. ↑ И.В.Борискина, Н.В. Шведов, А.А. Плотников.Современные светопрозрачные конструкции гражданских зданий.Справочник проектировщика.Том 2 Оконные конструкции из ПВХ

Ельников Сергей

Технические характеристики для жесткого пластика ПВх (поливинилхлорида)

Жесткий ПВХ

Жесткий ПВХ (поливинилхлорид) – полимерный материал, хорошо знакомый на оконном, рекламном и строительном рынке.

Жесткий ПВХ RS Rigid – это влагостойкий материал с отличной механической прочностью и ударопрочностью. Подходит для запечатки (с одной стороны обладает контактным слоем под печать УФ, под тампопечать и шелкографию). RS Rigit в строительстве используется для отделки оконных откосов и изготовлении сэндвич-панелей (лицевая сторона), также его часто можно встретить в качестве дверных заполнений в балконных группах дверей. В промышленности RS Rigid используется для изготовления и термоформовки корпусов оргтехники, труб, воздуховодов, и емкостей с хорошей химической стойкостью. RS Rigid легко пилится, режется, сверлится и клеится. Формовка не нуждается в предварительной сушке.

Учитывая отличную химическую стойкость, жесткие ПВХ листы могут использоваться в сельском хозяйстве в качестве элементов отделки строений птицеводства и животноводства, например, для внутренней отделки стен или каналов, по которым удаляются отходы. В этом случае обеспечивается гигиеничность помещений, а для очистки поверхности листов достаточно помыть их водой.

Другое направление использования жесткого ПВХ – это изготовление воздуховодов в помещениях с агрессивной средой, например, в помещениях пищевых производств, химических производств или на фермах сельского хозяйства. Воздуховоды из жесткого ПВХ будут отличаться повышенной коррозионной стойкостью, малым весом и большим сроком службы.

Жесткие ПВХ листы можно использовать для внутренней отделки морозильных камер.

Листы RS-Rigid производятся белого цвета ~ RAL 9010. Толщины жесткого ПВХ: RS-Rigid 0,6 мм, 0,7мм, 1,4 мм, 2мм, 3 мм, 4 мм, 5 мм
Защитная пленка клеится с одной стороны листа.
Размеры листов: 1500*3000 мм и 2000х3000 мм. Поверхность: полуматовая/полуглянцевая.

Пиление жесткого ПВХ

Жесткий пластик ПВХ можно пилить ручной, дисковой, ленточной пилой и лобзиком. Хорошие результаты дают ручные пилы, предназначенные для работы по дереву. Пилы, предназначенные для работы по металлу, из-за мелкого шага зубов могут забиваться. Лучшее качество достигается при скорости пиления до 300 м/мин и при подаче около 30 м/мин. Рекомендуются следующие значения углов:

α = 5-10° — передний угол зуба;

g = 10-20° — задний угол;

шаг зубьев 5-10 мм.

Сверление жесткого ПВХ

Жесткий ПВХ можно сверлить стандартными дрелями, предназначенными для металла. Лучшее качество достигается при 50-300 об/мин и подаче 3,5–6 м/мин.

Рекомендуются следующие значения углов:

φ = 100-110° — угол при вершине;

β = 30° — угол подъема;

α = 0-5° — передний угол.

Фрезерование жесткого ПВХ

Жесткий ПВХ легко обрабатывать на стандартных универсальных вертикальных или горизонтальных фрезерных станках. Чтобы предотвратить повреждения поверхности, при фиксации необходимы деревянные или пластиковые прокладки. Рекомендуемый режим фрезерования:

скорость резки — около 900 м/мин;

подача — 0,3–0,6 м/мин;

α = 5-20° — передний угол;

υ = 10-25° — задний угол.

Горячая гибка жесткого ПВХ

В принципе можно использовать любое стандартное оборудование для гибки термопластиков. Зачастую предпочтительно оборудование для гибки, сделанное самим пользователем.

Равномерная температура и предварительно определенная зона постоянного нагревания — это важные условия для аккуратной гибки. Лучшая температура гибки от 115—130°С.

Во всех случаях радиус гибки должен превышать 1,5–2 толщины материала

Важно, чтобы изделие, которое было согнуто, оставалось зафиксированным в таком положении, пока не остынет.

Холодная гибка жесткого ПВХ

Возможна гибка тонкого пластика (1 мм) под 90° без предварительного нагрева с помощью листогиба.

Склеивание жесткого ПВХ

Для склеивания листов жесткого ПВХ между собой больше всего подходит растворяющий клей (для так называемой холодной сварки Cosmofen Plus), в некоторых случаях используется реактивный клей (например, так называемый секундный клей, Cosmoplast 507, 500L, Cosmofen CA 12). При склеивании с другими, непористыми или неабсорбирующими материалами, можно использовать, прежде всего, растворяющий контактный клей ( клей должен наноситься на обе поверхности, приблизительное количество 150 г/м2) или двухкомпонентный полиуретановый клей без растворителей (наносится на одну поверхность). Для склеивания с пористыми или абсорбирующими материалами можно наряду с вышеуказанным контактным клеем использовать водный дисперсный клей или двухкомпонентный полиуретановый клей. эластичность клеевого шва и т.д.

Сварка жесткого ПВХ

При сварке жесткого ПВХ струей горячего воздуха соблюдаются те же критерии, что и для других термопластиков, то есть подготовка сварного шва и выбор правильной температуры сварки.

Существенным является равномерное нагревание, следует избегать локального перегрева. Для того, чтобы избежать перегревания листов, сварочный пруток должен быть предварительно нагрет до 70—80°С.

Рекомендуемый режим работы:

Температура сварки: 280—290°С

Скорость сварки: приблизительно 3.5 м/мин (скоростная сварочная насадка)

Термоформовка жесткого ПВХ

Жесткий пласик ПВХ, может подвергаться термоформованию вакуумной формовкой. Следует избегать острых краев и углов. Радиус должен составлять не меньше, чем 2 толщины листа. В зависимости от намеченной пропорции вытяжки рекомендуется, чтобы боковые стены изделия конструировались с углом наклона от 5 до 8°. Чем больший угол выбран, тем лучше пропорция вытяжки (высота изделия h к диаметру или минимальной ширине d).

Рекомендуемый температурный диапазон 130-160°С.

При превышении 180°С наступает тепловое разложение материала.

Для более толстых листов, скажем более 3мм, настоятельно рекомендуется двухсторонний нагрев.

Окраска жесткого ПВХ

Наиболее подходящими для окрашивания жесткого ПВХ являются следующие типы красок: ПВХ, акриловые, двухкомпонентные полиуретановые.

Грязь и пятна могут быть удалены с жесткого ПВХ без затруднений с помощью очистителей (например, COSMOFEN 20). Одним исключением являются пятна, оставленные растворителями.

Для удаления пыли и грязи, которая растворяется в воде, можно использовать мыльную или простую воду.

Надписи, сделанные некоторыми фломастерами, через какое-то время не могут быть полностью удалены.

Для снятия электростатического заряда необходимо использовать антистатики, которые рекомендуются производителями красок, так как не все антистатические вещества совместимы со всеми красками и красками для шелкографии.

Опыт показал, что в некоторых случаях нанесение краски приводит к уменьшению ударопрочности листа. Это отчасти верно для красок, содержащих агрессивные растворители, или для тех красок, которые становятся хрупкими при высыхании.

Трафаретная печать жесткого ПВХ

На листы вспененного ПВХ очень хорошо наносится печать методом шелкографии обычными красками для твердого ПВХ, так, например: производитель Marabuwerke—Maraplast D; Maragloss GO+GN; MaraspeedSL; Maraprint SP; Marastar SR; Marasoft MS; Libragloss LIG. Производтель Sericol GmbH- XG-043 MJ-168 PY-284 MV-205

Установка жесткого ПВХ

При установке обязательно надо учитывать коэффициент линейного расширения жесткого ПВХ. Это означает, что требуется делать овальные отверстия для возможной деформации листов при значительных размерах вывески и перепадах температур.

Нельзя полностью заклеивать листы ПВХ темной пленкой из-за значительного нагревания листов под воздействием солнечных лучей.

Свойства ПВХ — Vinidex Pty Ltd

Поливинилхлорид (ПВХ)

Поливинилхлорид — это термопластический материал, который состоит из ПВХ-смолы, смешанной с различными пропорциями стабилизаторов, смазок, наполнителей, пигментов, пластификаторов и технологических добавок. Различные соединения этих ингредиентов были разработаны для получения определенных групп свойств для различных применений. Однако основная часть каждого соединения — это смола ПВХ.

Техническая терминология для ПВХ в органической химии — поливинилхлорид: полимер, т.е.е. связанные молекулы винилхлорида. Скобки не используются в общей литературе, а название обычно сокращается до PVC. Если обсуждение относится к конкретному типу трубы из ПВХ, этот тип будет явно идентифицирован, как подробно описано ниже. Если обсуждение носит общий характер, термин «трубы из ПВХ» будет использоваться для обозначения диапазона материалов для труб из ПВХ, работающих под давлением, поставляемых Vinidex.

Различные типы поливинилхлорида

ПВХ-компаунды с наибольшей краткосрочной и долгосрочной прочностью — это те, которые не содержат пластификаторов и с минимумом компонентов смеси.Этот тип ПВХ известен как UPVC или PVC-U. Другие смолы или модификаторы (такие как ABS, CPE или акрилы) могут быть добавлены к UPVC для получения соединений с улучшенной ударопрочностью. Эти соединения известны как модифицированный ПВХ (PVC-M). Гибкие или пластифицированные ПВХ-компаунды с широким спектром свойств также могут быть произведены путем добавления пластификаторов. Другие типы ПВХ называются ХПВХ (ПВХ-С) (хлорированный ПВХ), который имеет более высокое содержание хлора, и ориентированный ПВХ (ПВХ-О), который представляет собой ПВХ-U, где молекулы предпочтительно ориентированы в определенном направлении.

PVC-U (непластифицированный) твердый и жесткий с пределом прочности при растяжении примерно 52 МПа при 20 ° C и устойчив к большинству химикатов. Обычно PVC-U можно использовать при температурах до 60 ° C, хотя фактический предел температуры зависит от нагрузки и условий окружающей среды.

ПВХ-М (модифицированный) является жестким и имеет улучшенную ударную вязкость. Модуль упругости, предел текучести и предел прочности при растяжении обычно ниже, чем у PVC-U.Эти свойства зависят от типа и количества используемого модификатора.

ПВХ (пластифицированный) менее жесткий; обладает высокой ударной вязкостью; легче выдавливать или формовать; имеет более низкую термостойкость; менее устойчив к химическим веществам и обычно имеет более низкий предел прочности на разрыв. Различия от компаунда к компаунду у пластифицированного ПВХ больше, чем у ПВХ-U. Vinidex не производит напорные трубы из пластифицированного ПВХ.

PVC-C (хлорированный) похож на PVC-U по большинству своих свойств, но имеет более высокую термостойкость и может работать при температуре до 95 ° C.Он имеет аналогичное предельное напряжение при 20 ° C и предельное напряжение на растяжение около 15 МПа при 80 ° C.

PVC-O (Ориентированный ПВХ) иногда называют HSPVC (высокопрочный ПВХ). Трубы из ПВХ представляют собой крупный прогресс в технологии производства труб из ПВХ.

PVC-O производится с помощью процесса, который приводит к преимущественной ориентации длинноцепочечных молекул PVC в окружном или кольцевом направлении. Это обеспечивает заметное улучшение свойств в этом направлении.В дополнение к другим преимуществам, для PVC-O может быть получен предел прочности при растяжении вдвое больше, чем у PVC-U. В таких приложениях, как напорные трубы, где присутствует четко определенная направленность напряжений, можно добиться очень значительного увеличения прочности и / или экономии материалов.

Типичные свойства PVC-O в кольцевом направлении:

  • Предел прочности ПВХ-О — 90 МПа
  • Модуль упругости ПВХ-О — 4000 МПа

Улучшение свойств за счет ориентации молекул хорошо известно, и некоторые промышленные примеры производятся уже более тридцати лет.В последнее время его стали применять для изготовления потребительских товаров, таких как пленки, высокопрочные пакеты для мусора, бутылки для газированных напитков и т.п.

Техника применения молекулярной ориентации к трубам из ПВХ была впервые применена в 1970-х годах компанией Yorkshire Imperial Plastics, и фактически первые пробные установки были выполнены в 1974 году со 100-миллиметровыми трубами Управлением водоснабжения Йорка, Великобритания. Vinidex начала производство на пилотном заводе по производству труб из ПВХ в начале 1982 года, а трубы из ПВХ были впервые установлены в Австралии в 1986 году.С тех пор Vinidex продолжала развивать и расширять ассортимент продукции из ПВХ-O в коммерческом производстве под торговой маркой Supermain.

Сравнение ПВХ-О, ПВХ-М и стандартного ПВХ

.

Поливинилхлорид (ПВХ): свойства, обработка и приложения

Поливинилхлорид , обычно называемый PVC или Vinyl , является 3 наиболее синтезируемым термопластическим материалом в мире. Его наиболее известное применение — это производство труб из ПВХ в строительстве, но преимущества ПВХ выходят далеко за рамки этого в области медицинской, электрической и защитной одежды.

ПВХ является наиболее востребованным полимерным материалом в строительстве и в настоящее время составляет 10 штук.2% от общего европейского спроса на пластик, полиэтилен (PE) и полипропилен (PP) [1]. Это число, однако, продолжает расти, поскольку они стремятся заменить традиционные материалы, такие как дерево, металл, бетон и керамика, во многих областях.

Здесь вы узнаете о:

  • Состав и свойства ПВХ
  • Производство и переработка ПВХ
  • Применение ПВХ
  • Товарные марки ПВХ

Свойства ПВХ

Рисунок 1. Структура поливинилхлорида [2]

ПВХ

представляет собой белое хрупкое твердое вещество, доступное в виде порошка или гранул, образованное в результате реакции аддитивной полимеризации между мономерами винилхлорида (рис. 1). Затем эта твердая форма может быть модифицирована добавлением наполнителей и пластификаторов в зависимости от поставленной задачи. Таким образом, существует множество различных продуктов из ПВХ с различными составами добавок и свойствами.

Рисунок 2. Сравнение композиций гибкого поливинилхлорида (вверху) и жесткого поливинилхлорида (внизу) [3]

Существует два основных класса ПВХ (Рисунок 2):

  1. Пластифицированный или гибкий ПВХ (PVC-U)
  2. Непластифицированный или жесткий ПВХ (ПВХ-П)

Добавление пластификаторов к ПВХ действует как смазка для жестких кристаллических цепей полимера, понижая кристалличность и давая более чистый и гибкий пластиковый материал. С другой стороны, без добавления этих пластификаторов ПВХ остается жестким, жестким материалом с высокой устойчивостью к ударам, погодным условиям, химическим веществам и агрессивным средам.Сравнение некоторых важных свойств двух разных классов приведено в таблице ниже.

Таблица 1. Сравнение свойств гибкого поливинилхлорида и жесткого поливинилхлорида [2]

Недвижимость

Пластифицированный (гибкий) ПВХ

Непластифицированный (жесткий) ПВХ

Физические свойства

Плотность

1.3 — 1,7 г / см 3

1,35 — 1,5 г / см 3

Температура стеклования

-5 — -5 ° С

60-100 ° С

Механические свойства

Модуль Юнга

0,001 — 1,8 ГПа

2,4 — 4 ГПа

Модуль упругости при изгибе

0.001 — 1,8 ГПа

2,1 — 3,5 ГПа

Удлинение при разрыве

100–400%

25 — 80%

Рабочая температура

Макс. Температура непрерывной эксплуатации

50-80 ° С

50-80 ° С

Мин. Температура непрерывной эксплуатации

-40 — -5 ° С

-10-1 ° С

Другая недвижимость

Диэлектрическая прочность

10-30 кВ / мм

10-40 кВ / мм

Прозрачность

75 — 85%

80%

Теплоизоляция (теплопроводность)

0.16 Вт / м. K

0,16 Вт / м. К

Производство и переработка ПВХ

Производство ПВХ

Существует два популярных метода производства ПВХ посредством процесса аддитивной полимеризации, показанного выше:

Подвес ПВХ (S-PVC)

В процессе суспендирования полученные частицы ПВХ смешиваются с пластификаторами и затем могут быть экструдированы в гранулы, которые в дальнейшем используются для экструзии, каландрирования, литья под давлением и так далее.Оборудование, необходимое для такого процесса, обычно очень дорогое.

Насыпной или эмульсионный ПВХ (E-PVC)

В процессе эмульсии порошок ПВХ смешивается с пластификаторами для получения пасты / смолы, которая затем используется для покрытий, окунания и распыления. Первоначальный порошок ПВХ стоит больше, чем частицы, использованные в предыдущем процессе; однако необходимое оборудование сравнительно недорогое.

Обработка ПВХ

Поливинилхлоридная смола

, полученная указанными выше способами, чрезвычайно нестабильна из-за низкой термической стабильности и высокой вязкости расплава.Перед переработкой в ​​готовую продукцию его необходимо модифицировать. Совместимые пластификаторы могут быть добавлены в качестве смягчающих агентов для улучшения некоторых механических свойств, в то время как наполнители могут повысить жесткость, ударопрочность и добавить цвет, непрозрачность и проводимость. Термостабилизаторы повышают термическую стабильность, а смазки снижают вязкость расплава, предотвращая перегрев. Затем продукту из ПВХ обычно формуют желаемую форму с помощью экструзии, литья под давлением и каландрования. Получаемые продукты могут быть пленками ПВХ, листами, плитами и трубками.

Хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) производится путем хлорирования продукта из ПВХ, обычно повышая содержание хлора с 56% до 66% [2]. Это снижает кристалличность полимера, увеличивая его гибкость и способность принимать полезные формы, такие как контейнеры и упаковка.

Смеси ПВХ

ПВХ

также может быть смешан с другими термопластическими материалами для улучшения определенных свойств. Смеси полиэфиров сочетают в себе превосходные технологические характеристики ПВХ с превосходными физическими свойствами полиэфиров, повышая стойкость к истиранию, прочность на разрыв и сопротивление разрыву.Смесь полиуретана также дает аналогичные результаты с повышенной стойкостью к истиранию и химическим воздействиям. ПВХ также может быть смешан с нитрильным каучуком (NBR) для повышения гибкости и упругих свойств восстановления.

Применение ПВХ

Жесткий ПВХ

Эти жесткие листы и трубы из ПВХ используются не только для изготовления труб, оконных рам и кровли, производимых в строительной отрасли, но и для большей части защитного оборудования, которое носят сами строители.В электротехнической промышленности ПВХ очень полезен в изоляционных трубах, оболочках, переключателях, корпусах вилок и клеммах батарей из-за его высокой электрической изоляции и диэлектрической прочности.

Гибкий ПВХ

Хотя гибкий ПВХ также находит широкое применение в строительной отрасли, например, для изготовления полов, изоляции кабелей и водонепроницаемых покрытий, его наиболее полезное применение — в медицинской промышленности. Гибкий ПВХ используется в кислородных палатках, перчатках, сумках и трубках для переливания крови, капельниц и диализных жидкостей из-за его химической стойкости и долговечности.Некоторые другие применения гибкого ПВХ включают водонепроницаемую одежду, спасательные жилеты, надувные изделия и спортивные товары.

[1] PlasticsEurope, «Пластмассы — факты 2018», 2018 г. [Online]. Доступно: https://www.plasticseurope.org/application/files/6315/4510/9658/Plastics_the_facts_2018_AF_web.pdf

[2] SpecialChem, «Всеобъемлющее руководство по поливинилхлориду (ПВХ)», 2017 г. [Online]. Доступно: https://omnexus.specialchem.com/selection-guide/polyvinyl-chloride-pvc-plastic

[3] KEMI, «Краткая статистика — PVC», [Online].Доступно: https://www.kemi.se/en/statistics/statistics-in-brief/substances-and-substance-groups/pvc

.

Polyinyl_chloride_PVC

Что такое поливинилхлорид (ПВХ)?

ПВХ — поливинилхлорид. Это пластик, имеющий следующую химическую формулу: Ch3 = CHCl (см. Рисунок справа).

Пластик охватывает широкий спектр синтетических или полусинтетических продуктов полимеризации (т.е. длинноцепочечных «органических» молекул на основе углерода), название которых связано с тем фактом, что в их полужидком состоянии они являются пластичными или обладают свойством пластичности.

ПВХ — термопластичный материал.
Термопласты — это материалы, которые можно плавить снова и снова. Эти материалы можно нагреть до определенной температуры, и по мере охлаждения они снова затвердеют.

После Первой мировой войны произошел бум новых форм пластмасс из-за улучшений в секторе химической технологии, включая «полистирол (ПС)» и «поливинилхлорид (ПВХ)», разработанные I.G. Компания Farben из Германии.

В настоящее время ПВХ широко используется в строительном секторе, например, в оконных рамах и ставнях, в трубопроводах и покрытиях и т. Д. Винил также используется в граммофонных пластинках, и поэтому мы используем термин виниловые пластинки для обозначения их. ПВХ может быть использован для множества других применений, начиная с промышленного оборудования и широко используемого в секторе здравоохранения, до автомобильных запчастей, фабрики игрушек, упаковки пищевых продуктов, дождя и т. Д. (Это описано ниже).

ПВХ может быть прозрачным или цветным, жестким или гибким, в зависимости от добавленных компаундов и конечного применения, которое должно быть достигнуто; Например, существуют различные марки ПВХ, такие как береговая или выдувная пленка, ударопрочная, проволочная и кабельная, термоформование, литье под давлением, ротационное формование и т. Д.

Как производится

Основным сырьем для ПВХ является соль и масло.
Хлор получают электролизом хлорида натрия, соли.
Вот почему первые заводы по производству ПВХ располагались вблизи природных источников соли.

При электролизе соленой воды образуется хлор. Затем хлор объединяют с этиленом, полученным из нефти. В результате получается этилендихлорид, который при очень высоких температурах превращается в мономер винилхлорида.Эти молекулы мономера полимеризуются с образованием поливинилхлоридной смолы.

Например, жесткий ПВХ, такой как тот, который используется в оконных рамах, обычно называется PVCU («непластифицированный»). С другой стороны, гибкий ПВХ достигается за счет добавления пластификаторов, таких как фталаты.

Кроме того, чистый полихлорэтен нестабилен при воздействии видимого света или УФ-излучения. Чтобы исправить этот недостаток и сделать его пригодным для различных применений, добавляются антиоксиданты. Некоторые другие добавки включают:

Добавки Достигнутые свойства
Антиоксиданты и другие стабилизаторы Замедление скорости разложения полимера кислородом, теплом, видимым светом или УФ-излучение
Совместимые вещества Позволяют смешивать ПВХ с другими пластиками и помогают переработке пластмасс
Огнезащитные составы Снижают воспламеняемость пластика
Пигменты Для окраски пластика

Пластификаторы

Для производства гибкой и управляемой пластмассы
Модификаторы удара Для поглощения ударов без повреждений
Наполнители Недорогие инертные материалы, которые просто увеличивают объем пластика

Характеристики поливинила Хлорид Вот некоторые из свойств, которые делают ПВХ подходящим для нескольких применений:

Вязкость, прочность.
— Простота смешивания, простота обработки
— Огнестойкие и противопожарные свойства
Например, ПВХ трудно воспламеняется, и при отсутствии сильного внешнего пламени не будет гореть дальше. Это связано с его хлором. Это делает его идеальным материалом для конструкции и кабеля.

— Он совместим с другими добавками, которые могут обеспечить прозрачный или цветной ПВХ, жесткий или гибкий и т. Д.
— Отличные электроизоляционные свойства.Это делает его идеальным для использования в кабелях.
— Ударопрочность и устойчивость к плохим погодным условиям (т.е. не подвержен коррозии и очень долговечен), подходит для использования в качестве строительного материала
— Устойчивость к жирам, маслам и химикатам
— ПВХ химически устойчив и не деформируется. -полимеризация
— Плотность: 1,32-1,42 г / куб.см

Воздействие на окружающую среду и аспекты профессионального здоровья и безопасности ПВХ

Производство ПВХ

Производство пластмасс часто создает большие количества токсичных химических загрязнителей, таких как диоксин, соляная кислота , и винилхлорид.
Это представляет серьезную опасность для здоровья людей в течение жизненного цикла ПВХ. Эти токсины могут вызывать серьезные заболевания, такие как рак, диабет, неврологические нарушения, репродуктивные и врожденные дефекты.

Диоксин — стойкие органические загрязнители (СОЗ), это химические вещества, которые сохраняются в окружающей среде, биоаккумулируются в пищевой цепочке и создают риск неблагоприятного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.

Кроме того, хлор-этеновый мономер также является канцерогеном, выделяющимся при производстве ПВХ.Этот непрореагировавший мономер также может присутствовать в конечном ПВХ и выделяться в течение его жизненного цикла.

Пластификаторы, добавленные для придания ПВХ гибкости, могут вымываться (например, фталаты группы), которые также токсичны.

Утилизация

Пластмасса была почти слишком хороша, так как она была прочной и очень медленно разлагалась. С другой стороны, эти же свойства делают пластик опасным материалом. Из-за количества и различных добавок, добавляемых в ПВХ (продукт из ПВХ может состоять из добавок до 60%), а также из-за того, что он содержит хлор, окончательная утилизация или переработка ПВХ является проблемой, требующей тщательного изучения.

Возможные варианты утилизации: переработка, захоронение или сжигание:

— Вторичная переработка
Термопласты можно переплавлять и повторно использовать, хотя чистота материала имеет тенденцию ухудшаться с каждым циклом повторного использования. Кроме того, разделение различных добавок и соединений, образующих пластик, затрудняет переработку.

Самая большая проблема с переработкой пластмасс состоит в том, что трудно автоматизировать сортировку пластиковых отходов, и поэтому это трудозатратно (напр.у мобильного может быть много разных запчастей, сделанных из разных пластиковых материалов).
Таким образом, из-за низкой стоимости материала переработка пластмасс нерентабельна.

Такие продукты, как автомобили, в настоящее время разрабатываются таким образом, чтобы упростить переработку их крупных пластиковых деталей.
Международный стандарт для определения экологических заявлений на продукцию или упаковку можно найти в ISO 14021: Экологические этикетки и декларации — Самопровозглашенные экологические заявления.

Например, пригодный для вторичной переработки пластиковый контейнер, использующий эту схему, помечен треугольником с тремя стрелками внутри него (см. Рисунок слева), которые заключают номер, обозначающий тип пластика следующим образом:

1. ПЭТ или ПЭТ (т.е. полиэтилентерефталат: термопластический материал , используемый в пластиковых безалкогольных напитках и жестких контейнерах )
2. ПЭВП (т.е. полиэтилен высокой плотности: пластик, обычно используемый для изготовления кувшинов для молока и воды и подставки для двухлитровых бутылок из-под газировки )
3.ПВХ (т.е. поливинилхлорид)
4. LDPE (т.е. полиэтилен низкой плотности: пластик, используемый в целлофановой обертке, вкладышах для подгузников и некоторых выдавливаемых бутылках )
5. PP (т.е. легкая термопластичная смола, используемая в упаковке, покрытии, трубы и трубки)
6. ПС (т.е. полистирол)
7. Прочее

— Сжигание
Сжигание ПВХ вызывает выброс диоксинов и других токсичных химикатов.

— Свалка
Свалка ПВХ имеет другие экологические и социальные последствия.Это связано с тем, что ПВХ не подвержен биологическому разложению, который остается на месте неопределенно долго; Кроме того, следует обратить внимание на то, что ПВХ может вымывать токсичные химические вещества и загрязнять почву и воду.

Есть некоторые «биоразлагаемые» пластмассы, которые разрушаются под воздействием солнечного света, но это все равно не приводит к полному разрушению пластмассы. Кроме того, некоторые исследователи создали генно-инженерные бактерии, которые синтезируют полностью биоразлагаемый пластик.

Рыночные заявки

Строительный материал
Из-за свойств ПВХ, как описано выше, около 50% произведенного ПВХ (или винила) используется в строительстве, заменяя другие материалы, такие как дерево или стекло.Дешевые, прочные, хорошие погодные условия и т. Д.

ПВХ — прочный, легкий, прочный и универсальный. Эти характеристики делают его идеальным для оконных профилей. Присущая ПВХ огнестойкость и отличные электроизоляционные свойства делают его идеальным для прокладки кабелей.

Его можно использовать для полов, оконных и дверных рам и ставен, водопроводных и канализационных труб, электрических применений, таких как изоляционные материалы для кабелей и проводов, системы архитектурного остекления, обои и т. Д.

Медицинское оборудование

ПВХ широко используется в хирургии, фармацевтике, доставке лекарств и медицинской упаковке. Некоторые продукты включают мешки для крови, медицинские контейнеры, мешки для жидкости, трубки, наборы для обхода сердца и легких, маски, перчатки, флаконы и банки, дренажные системы, воздуховоды и т. Д.

Причины для использования в медицинском секторе — это безопасность и химическая стабильность и биосовместимость, химическая стойкость и низкая стоимость. Кроме того, его можно использовать внутри тела и легко стерилизовать.

Автомобильная промышленность
Типичными примерами автомобильных компонентов из ПВХ являются: молдинги, внутренние дверные панели и карманы, покрытия сидений, солнцезащитные козырьки, уплотнения, напольное покрытие, электропроводка, внешние боковые молдинги и защитные полосы, защита от каменных повреждений и т. Д. Тормоза

Другие области применения

ПВХ можно использовать для производства игрушек, упаковки, электрического и электронного оборудования, товаров для дома, покрытий, пластиковых деталей в автомобилях, канцелярских товаров, изоляционных материалов и липких лент , мебели и т.

Для потребителей подошв для обуви, детских игрушек, сумок, багажа, чехлов для сидений и т. Д.
Промышленные отрасли для конвейерных лент, печатных валиков.
Электрическое и электронное оборудование, такое как печатные платы, кабели, электрические коробки, корпуса компьютеров.

Примечания по материалам

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Прочность на разрыв 2,60 Н / мм²
Ударная вязкость с надрезом 2.0 — 45 кДж / м²
Температурный коэффициент расширения 80 x 10-6
Макс.температура непрерывного использования 60 oC
Плотность 1,38 г / см3
УСТОЙЧИВОСТЬ К ХИМИЧЕСКИМ ВЕЩЕСТВАМ
Разбавленная кислота Очень хорошо
Разбавленные щелочи Очень хорошо
Масла и смазки Хорошие (переменные)
Алифатические углеводороды Очень хорошо Ароматические углеводороды Плохо
Галогенизированные углеводороды Умеренное (переменное)
Спирты Хорошее (переменное)

Подробнее об элементах периодической таблицы

Другие материалы:

Нержавеющая сталь Монель

Тефлон Полипропилен 900 08

Стекло

.

Термопласты — Физические свойства

Типичные свойства некоторых распространенных термопластов:

Для полной таблицы с теплопроводностью, удельной теплоемкостью и максимальным температурным пределом — поверните экран!

  • 1 фунт / дюйм 2 ) = 6 894,8 Па (Н / м 2 )
  • 1 (БТЕ / фунт o F) = 4186,8 (Дж / кг · K) = 1 (ккал / кг o C)
  • 1 дюйм / ( o F) = 1.8 м / (м o C)
  • 1 БТЕ / (фунт м o F) = 4186,8 Дж / (кг · К) = 1 ккал / (кг o C)
  • 1 ГПа = 10 9 Па
  • 1 МПа = 10 6 Па

Предел текучести при растяжении — σ y

Предел текучести при растяжении — это максимальное инженерное напряжение в фунтах на квадратный дюйм (или Па), при котором начинается остаточная неупругая деформация термопластического материала.

Предел текучести

Предел текучести — это первая точка текучести образца, где площадь поперечного сечения образца начинает значительно сокращаться или где деформация может увеличиваться без увеличения напряжения.

Предел прочности при растяжении — σ u

Предел прочности при растяжении — это максимальное напряжение, которое термопластический материал может выдержать перед разрушением, в зависимости от того, что происходит при более высоком уровне напряжения.

Полное удлинение при разрыве некоторых полимеров:

Полимер Удлинение
ABS 5-20
Акрил 2-7
Эпоксидный 4 — 5
HDPE 700-1000
Полиамид (нейлон) 6 30-100
Полиамид (нейлон) 6/6 15-300
Фенольный 0.4 — 0,8
Полиацеталь 25
Поликарбонат 110
Полиэстер 300
Полипропилен 100-600
PTFE 250-350

Модуль упругости при растяжении — или модуль Юнга — E

Модуль упругости при растяжении или модуль Юнга — это отношение напряжения к деформации в упругой области кривой зависимости напряжения от деформации перед пределом текучести.

Характеристики термопласта

ABS — Акрилонитрилбутадиенстирол
  • прочный и жесткий
  • устойчивый к различным основаниям и кислотам
  • некоторые растворители и хлорированные углеводороды могут повредить материал
  • максимальная температура использования 160 o F ( 71 o C)
  • обычно используется как DEV — дренаж, канализация и вентиляция — трубы
PB — полибутилен
  • гибкая труба
  • используется для систем водоснабжения под давлением
  • используется для горячей и холодной воды
  • только сжатие и соединения ленточного типа применялись
PE — полиэтилен
  • гибкая труба
  • применялась для систем водоснабжения под давлением — спринклерных.,
  • не могут быть использованы для горячей воды
PEX — сшитый полиэтилен
  • гибкую трубу

  • , используемый для систем под давлением воды — разбрызгиватель ..
PP — Полипропилен
  • легкая температура до 180 O F (82 o C)
  • высокая устойчивость к кислотам, щелочам и многим растворителям
  • для использования в лабораторных водопроводах
PVC — поливинилхлорид
  • прочный и жесткий
  • устойчивый к различным кислотам и щелочам
  • может быть поврежден некоторыми растворителями и хлорированными углеводородами
  • максимальная допустимая температура 140 o F (60 o C)
  • может использоваться в системах водоснабжения, газа и дренажа
  • не используется в системах горячего водоснабжения
ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид
  • аналогичен ПВХ, но предназначен для воды до 180 o F (82 o C)
PVDF — поливинилиденфторид
  • прочный и очень прочный материал
  • , устойчивый к истиранию, кислотам, щелочам, растворителям и многому другому
  • пригоден для использования до 280 o F (138 o C)
  • для лабораторного водопровода

.