Поливинилхлорид температура плавления. Насколько безопасно горение и плавление пластика различных видов? Использование материалов из ПВХ в медицине

Озеленение 25.06.2019

Озеленение

Отнести такое химическое вещество, как поливинилхлорид в категорию сможет любой, кто изучал химию. Несколько сложнее будет сразу назвать присущие этому химическому соединению свойства. Но основные качества поливинилхлорида не будут существенно отличаться от аналогичных, которые присущи большинству полимеров.

Химическая природа вещества

Очень часто сокращенное обозначение описываемого полимера , хотя так же в обиходе присутствуют и такие характерные названия, как винил, полихлорвинил . Уже эти сокращения отражают ту химическую формулу, которая и образует этот материал. На практике, в то же время, используют и некоторые другие обозначения – виннол, вестолит, сумилит и другие. Так что же на самом деле можно ответить по поводу вопроса – поливинилхлорид, что это такое?

Химическая формула вещества выглядит как «-CH2-CHCl-».

Исходя из химической формулы, при температуре 110-120 °С из вещества активно выделяется хлористый водород (HCl). При этом, как такового горения не наблюдается. Изменение формы и структуры вещества можно назвать скорее разложением. Характерно, что при утилизации под действием высокой температуры, поливинилхлорид образует канцерогены (фосген, диоксины), которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду.

Среди основных химических свойств поливинилхлорида можно выделить такие характерные показатели:

химическая нейтральность к взаимодействию: вода, спирты, органические углеводороды;
устойчивость к химическим соединениям: кислоты, щёлочи, растворы солей;
проводимость электрического тока – диэлектрик.

По отношению к температурным колебаниям, можно отметить относительно высокую стойкость к высоким температурам – до 65 °С, но при отрицательных температурах материалы, изготовленные из ПВХ, приобретают некоторую хрупкость.

Основные физические показатели настоящего полимера имеют различные значения, в зависимости от способа получения и сферы применения конечного продукта.

Можно сравнить некоторые свойства на примере жесткой и пластичной разновидности материала, которые применяют в различных условиях:

плотность, г/см3 – 1,35-1,43 для винилпласта и 1,18-1,30 – для пластиката;
модуль упругости при растяжении, МПа – 2600-4000 и 7-8 соответственно;
относительное удлинение, % – 5-44;
прочность при растяжении (сжатии), МПа – 40-70 (60-160) для винилпласта, 10-25 (6-10) – для пластиката.

Как видно из приведенных сведений, область применения поливинилхлорида может быть самая широкая, поскольку материалу можно придать свойства, необходимые для производителя.

Разновидности материала

Среди основных разновидностей поливинилхлорида можно назвать такие известные марки:

Для группы винилпластов

Эта группа полимера в своём составе использует сразу несколько компонентов, которые оказывают необходимое влияние на конечные свойства:

парафины и воски увеличивают текучесть материала;
эластомеры повышают ударную вязкость;
термостабилизаторы, цветостабилизаторы повышают сопротивление действию высоких температур и .

Названные свойства позволяют изготавливать тару для пищевых и промышленных продуктов , трубы, строительные материалы. Эти материалы могут приобретать как конечную объёмную форму, так и легко подвергаться любой обработке – от механического воздействия до склеивания или литья.

Для группы пластикатов

В состав материала вводятся пластификаторы, которые придают поливинилхлориду необходимую пластичность, возможность удлиняться. Эти свойства активно используются при изготовлении изоляции проводов и кабелей, полимерных плёнок.

Особенности применения на практике

Развитие техники и технологий позволили под другим углом взглянуть на описываемый полимер, и ответить на вопрос поливинилхлорид, что это такое. Несмотря на ощутимое преимущество некоторых полимеров перед поливинилхлоридом, этот материал находит в последнее время всё новое применение.

Винипласт, наряду с использованием в качестве материала для хранения пищевых материалов, активно используется в строительстве.

Наиболее распространённым примером применения является изготовление оконных рам и дверей, известных под общим названием – ПВХ. Также широко используется поливинилхлорид в качестве исходного материала для изготовления водопроводных, вентиляционных труб, облицовочного материала.

Пластикаты имеют ещё более разветвлённую структуру изделий благодаря отличным физико-химическим свойствам. Так, при изготовлении сложных технических изделий этот материал удачно применяется в качестве уплотнителя.

В последнее время всё активнее эта разновидность полимера используется в качестве недорогого заменителя кожи. Так называемая искусственная кожа обладает не только необходимой прочностью, но и является достаточно гладким и блестящим материалом. В тоже время необходимая пластичность используется при производстве линолиумов, шлангов.

Широко применение пластичного поливинилхлорида в медицине. Из этого материала изготавливают трубки, используемые при переливании крови, изготовлении некоторых систем и инструментов.

В качестве заключения

Наибольшую известность поливинихлориду принесли носители звука – грампластинки. Однако с тех пор разработано и внедрено множество самых различных материалов. Свойства поливинилхлорида позволяют наделять его необходимыми свойствами . К примеру, дополнительное хлорирование позволяют поднять температуру воспламенения до 482 °С, а значит сфера использования материала может ещё больше быть расширена.

Подтверждением этого явления можно назвать применение поливинилхлорида в качестве донора хлора. Это явление широко используется в пиротехнике.

В этой предлагаем познакомится с одним из самых распространенных полимеров – поликарбонатом.

ПВХ (PVC) или поливинилхлорид (ПВХ) Универсальный термопластичный синтетический полимер, весьма распространенный пластик. ПВХ занимает второе место после полиэтилена по потреблению среди синтетических полимеров.

ПВХ — это химическое соединение углерода, водорода и хлора, которое состоит примерно на 43% из этилена (побочного продукта очистки нефти) и на 57% - связанного хлора, получаемого из поваренной и каменной и соли. Поливинилхлорид - представляет собой порошок, получаемый суспензионной полимеризацией винилхлорида . ПВХ выпускается в виде порошков, гранул и пластизолей.

Температура плавления ПВХ составляет 165-170 °С, однако при нагревании свыше 135 °С в нем начинаются процессы деструкции, сопровождающиеся отщеплением атомарного хлора с последующим образованием хлористого водорода, вызывающего интенсивную деструкцию макроцепей. В то же время большое содержание хлора делает ПВХ самозатухающим.

Разложение полимера сопровождается изменением его цвета от «слоновой кости» до вишнево-коричневого. Для предотвращения этого явления в ПВХ вводят комплекс стабилизаторов, из которых наиболее известны соединения свинца (оксиды, фосфиды, карбонаты), соли жирных кислот, меламин, производные мочевины.

Из многочисленных пластификаторов поливинилхлорида наибольшее распространение получили сложные эфиры фталевой и фосфорной кислот (дибутилфталат, диоктилфталат и др.), а также эфиры адипиновой, себациновой и других жирных кислот.

При введении пластификатора повышается и морозостойкость полимера. К пластификаторам предъявляются следующие требования:

Чистота
Бесцветность
Отсутствие запаха
Отсутствие раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки
Высокая температура кипения (выше 200°С)

Пластификаторы, повышающие морозостойкость полимера, должны обладать низкой температурой замерзания.

В зависимости от степени пластификации ПВХ производится в виде винипласта и пластиката.

Свойства винипласта

Винипласт Жесткий, практически не пластифицированный ПВХ, содержащий стабилизаторы и смазывающие добавки.

При правильном подборе комплексов стабилизаторов температура деструкции поднимается до 180 - 220 °С, что допускает его переработку из расплава. Винипласт обладает высокими физическими свойствами, что делает его конструкционным материалом, широко применяемым в машиностроении и в строительстве (трубы, погонаж, фитинги, стеклопакеты и др.).

Винипласт имеет хорошую светостойкость, сваривается и склеивается. Нетоксичность ПВХ до 80 °С позволяет применять его в пищевой промышленности и медицине.

Пластикат ПВХ

Пластикат Представляет собой ПВХ, содержащий до 50 % пластификатора (фталаты, себацинаты, трикрезилфосфат и другие), что существенно облегчает его переработку в изделия и расширяет диапазон практического использования (пленки, шланги, искусственная кожа, линолеум, клеенки и др.).

Вред

Вред ПВХ

ПВХ-продукты изготовлены из поливинилхлорида - опасного яда, способного разрушать нервную систему и вызывать раковые заболевания. Выделение винилхлорида в окружающую среду усиливается при его нагреве. Температурный предел эксплуатации полимера установлен до 60°С.

Резкое понижение прочности поливинилхлорида при повышении температуры, а также присущая ему хладотекучесть под влиянием длительного действия нагрузки ограничивают его применение, несмотря на высокие показатели механической прочности при нормальной температуре.

Сам по себе (в чистом виде) ПВХ безвреден, несмотря на то, что более чем наполовину состоит из хлора, который находится в «связанном» состоянии. Вредными могут быть только продукты его разложения (хлор, диоксины, фталаты, и т.д.). Но в изначальном виде ПВХ не используется, так как он полупрозрачен, хрупок и гигроскопичен. Чтобы ПВХ стал цветным, ударопрочным, влагонепроницаемым используют различные добавки:

Смягчители
Наполнители
Пластификаторы
Полимерные вспомогательные материалы
Пигменты (для цвета)
Термостабилизаторы

Для придания ПВХ эластичности в него зачастую добавляют пластификаторы - фталаты или эфиры фталатов, попадание которых в организм может вызывать поражения печени и почек, снижение защитных свойств организма, бесплодие, рак. ПВХ может содержать и другие опасные вещества: кадмий, хром, свинец, формальдегид.

Чтобы из ПВХ сделать какие-либо изделия, его надо нагреть до температуры плавления, которая близка к температуре, когда происходит интенсивное выделение хлористого водорода. Чтобы произвести переработку ПВХ применяют термостабилизаторы, которые в смеси с ПВХ позволяют снизить интенсивность выделения хлористого водорода.

При повышении температуры свыше 220°С даже применение термостабилизаторов не спасает ПВХ от разложения. Тогда скапливаются кислотный дым и вредные хлорорганические выделения, такие как диоксин. Также выделяются тяжелые металлы, содержащиеся в стабилизаторах PVC (особенно опасно выделение кадмия).

Сам пластик достаточно пожароустойчив, но при сильном пожаре из поливинилхлорида начинают выделяться крайне ядовитые соединения, диоксины (высокотоксичные вещества), которые вызывают отравление человека, в этом случае вред ПВХ может быть огромен. Особенно опасны выделения диоксинов из ПВХ при сжигании. При сжигании 1 килограмма ПВХ образуется до 50 миллиграмм диоксинов, что вполне достаточно для развития раковых опухолей.

При переработки вред ПВХ так же присутствует, так как не существует безопасных технологий переработки ПВХ. При его изготовлении и утилизации в окружающую среду выделяется большое количество диоксинов. Он практически не поддается повторному использованию и идет в печи мусоросжигательных заводов (МСЗ) или на свалки. Диоксины, неустанно производящиеся МСЗ, распространяются на сотни и тысячи километров.

Диоксин - побочный продукт ПВХ, проникает в пищевую цепочку и через воздух и растения попадает в организм животных. Через выбросы в реки попадает в организм рыб и морских млекопитающих. Диоксин является не только канцерогеном, но и оказывает сильное влияние на гормональную и иммунную системы.

Этот продукт практически не разлагается в природе, то есть увеличивается «мусорная» нагрузка на окружающую среду.

Greenpeace, вместе с учеными и обществами по охране природы всего мира уверены, что PVC наносит вред во время его производства, использования и размещения отходов.

Польза

Области применения ПВХ

PVC (поливинилхлорид) - чаще называемый сокращённо винил - один из пластиковых материалов имеющих наиболее широкое применение в современном обществе. Это развитие связано с тем, что PVC стоит дешевле, чем многие традиционные материалы, такие как древесина, металл, стекло.

ПВХ в промышленности

Прочность и огнестойкость ПВХ (если не нагревать его выше 60°С) также обуславливает его популярность. Он применяется при изготовлении:

Профилей для оконных и дверных блоков
Потолочных покрытий
Линолеума
Искусственной кожи
Различных пленок

ПВХ пластики обладают достаточной механической прочностью и влагостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, хорошей химической стойкостью:

Не растворяются в бензине и керосине
Стойки к действию кислот и щелочей
Имеют красивый внешний вид
Легко подвергаются резке
Формованию
Сварке и склеиванию

Существует множество сфер применения PVC . Этот материал долговечен и практичен. Поливинилхлорид используется - в качестве упаковочного материала - бутылки, банки, коробки, самоклеющаяся пленка. Также используется он для изготовления кредитных карточек, игрушек, папок, ручек; дверей, стеновых панелей, водосточных желобов. Используется и в производстве настилов полов, обоев, подъемных жалюзи, занавесок в душе; в транспортной промышленности; для изоляции кабеля и проводов; для производства офисной мебели и т.д. Области использования ПВХ в строительстве непрерывно расширяются.

Важно!

ПВХ в медицине

Медицина не обходится без ПВХ. Всей продукции из ПВХ присущи высокая гибкость и прочность - шприцы, медицинские перчатки, пакеты для хранения крови, системы капельниц, всевозможные трубки и упаковки и т.д.

Медицинские шприцы
Медицинские перчатки
Пакеты для хранения крови
Системы капельниц
Всевозможные трубки и упаковки

Евросоюз принял ПВХ к использованию в медицине, что говорит о его полной медицинской безопасности. Донорская кровь и плазма безопасно хранятся в ПВХ-ёмкостях. ПВХ может использоваться даже внутри человека. При контакте с кровью или тканью человека именно ПВХ имеет высокую биосовместимость.

Как выбирать продукцию из ПВХ

Изделия из поливинилхлорида, как и многие другие синтетические материалы, могут выделять вредные для здоровья человека вещества, поэтому к их качеству предъявляются повышенные требования.

Поливинилхлорид подлежит санитарно-эпидемиологическому контролю, поэтому нужно получить заключение о том, что изделие из ПВХ соответствует санитарным правилам, а концентрации вредных веществ, предельно допустимые в рабочей зоне (для производственных помещений) или в воздухе населенных мест (для жилых помещений), не превышены.

Поэтому требуйте у продавца сертификат качества (или сертификат соответствия) и гигиеническое заключение. Убедитесь, что показатели выделения формальдегидов соответствуют ГОСТу или европейскому стандарту E1.По законодательству обязательно наличие двух разрешительных документов на ПВХ: сертификата соответствия и сертификата пожарной безопасности. Это объясняется тем, что это материал, который будет использован во внутренней отделке помещений, для изготовления мебели. Именно поэтому изделия из ПВХ должны быть безопасными для человека.

Пожарный сертификат на пвх - это документ, свидетельствующий о том, что продукция соответствует нормам пожарной безопасности. Изготовленный по всем стандартам ПВХ не горит, а плавится при достаточно высокой температуре. Следует отметить, что ввоз продукции на территорию РФ осуществляется исключительно при наличии сертификата пожарной безопасности. Этот документ оформляется в территориальных центрах МЧС России.

Если производитель имеет пожарный сертификат, то он может оформить сертификат соответствия в системе ГОСТ Р. Этот сертификационный документ может распространяться на единичное изделие, партию продукции или серийное производство и выдается на срок от 1 до 3 лет.

Многие производители линолеума уже заменили ПВХ на резину и другие материалы. Оконные рамы из ПВХ легко заменить цельнодеревянными или алюминиевыми. Трубы можно установить из полиэтилена, стали, меди, углеродистой стали, фаянса. ПВХ-кабели, штекеры, разъемы, электрические розетки, а также линейки, корзины для бумаги, ручки и пр. можно заменить аналогами из полиэтилена, этилен-винилацетата, полиамида, силикона.

Игрушкам из ПВХ также есть намного более безопасные альтернативы - игрушки из пропилена и полиэтилена, а так же из ткани, дерева и пр. Пластиковые пакеты можно заменить многоразовой упаковкой, изготовленной из экологически безвредных материалов - бумаги, стекла, ткани. Вместо виниловых обоев лучше покупать бумажные, а для ванной и кухни выбрать кафель (или водостойкую водоэмульсионную краску).

Поливинилхлорид

Общие
Поливинилхлорид



Термические свойства
Температура плавления	100–260 °C
Удельная теплоёмкость (ст. усл.)	90 Дж/(кг·К)

Поливинилхлорид (ПВХ, полихлорвинил, винил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.) - бесцветная, прозрачная пластмасса , термопластичный полимер винилхлорида . Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе, но обладает малой морозостойкостью (−15 °C). Нагревостойкость: +65 °C.

Химическая формула: [-CH 2 -CHCl-] n .Международное обозначение - PVC.

Физические и химические свойства

Молекулярная масса 9-170 тыс.; плотность - 1,35-1,43 г/см³. Температура стеклования - 75-80 °C (для теплостойких марок - до 105 °C), температура плавления - 150-220 °C. Трудногорюч. При температурах выше 110-120 °C склонен к разложению с выделением хлористого водорода HCl.

Поливинилхлорид используют как уплотнитель в бытовых холодильниках , вместо относительно сложных механических затворов. Это дало возможность применить магнитные затворы в виде намагниченных эластичных вставок, помещаемых в баллоне уплотнителя.

Также находит широкое применение в пиротехнике как донор хлора, необходимого для создания цветных огней.

Безопасность

Основной проблемой, связанной с использованием ПВХ, является сложность его утилизации - при сжигании образуются высокотоксичные хлорорганические соединения, например диоксины , являющиеся канцерогенами .

См. также

Литература

Химический энциклопедический словарь. Гл. ред. И. Л. Кнунянц. - М.: Советская энциклопедия, 1983. - 792 с.

Ссылки

Всё о поливинилхлориде (ПВХ он же PVC). История, получение, свойства, переработка

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Поливинилхлорид" в других словарях:

Поливинилхлорид … Орфографический словарь-справочник

поливинилхлорид - (ПВХ) это материал, относящийся к группе термопластов (термопласты). Чистый ПВХ на 43% состоит из этилена (продукта нефтехимии) и на 57% из связанного хлора, получаемого из поваренной соли. ПВХ выделяется в виде порошка. Множество окружающих нас… … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

- (ПВХ), твердое прочное вещество белого цвета, ПОЛИМЕР ВИНИЛХЛОРИДА. Может быть получен путем нагревания винилхлорида в воде с персульфатом калия или ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА. Поливинилхлорид можно смягчить и сделать эластичным при помощи пластификатора … Научно-технический энциклопедический словарь

ХЛОРИРОВАННЫЙ то же, что перхлорвиниловая смола … Большой Энциклопедический словарь

Поливинилхлорид - (ПВХ) является жестким бесцветным материалом с ограниченной теплостойкостью, который имеет тенденцию прилипать к металлическим поверхностям при нагреве. По этим и другим причинам часто необходимо добавлять стабилизаторы, пластификаторы,… … Официальная терминология

Поливинилхлорид - – это искусственный материал, являющийся аморфным полимером. Примечание. Пластмассы на его основе имеют хорошие электроизоляционные характеристики, стойки к химикатам, атмосферостойки, имеют высокую прочность и упругость. При нагревании… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Сущ., кол во синонимов: 1 полимер (77) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

поливинилхлорид - ПВХ Полимер винилхлорида со структурной формулой повторяющегося составного звена. [ГОСТ 24888 81] Тематики полимерные и др. материалы Обобщающие термины полимеры Синонимы ПВХ EN poly (vinyl chloride) DE Polyvinylchlorid FR poly (chlorure de… … Справочник технического переводчика

Поливинилхлорид - ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, [ CH2CHCl ]n, синтетический полимер. Отличается хорошими механическими и электроизоляционными свойствами, сравнительно невысокой термо и светостойкостью; трудногорюч. На основе поливинилхлорида получают жесткие (винипласт) и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

поливинилхлорид - [ CH2 CHCl ]п твердый продукт полимеризации винилхлорида. Плотность 1350 – 1430 кг/м3; выше 110°С разлагается с выделением HCl. Растворим в дихлорэтане, нитробензоле, тетрагидрофуране, циклогексаноне; устойчив к влаге, кислотам, растворам щелочей … Текстильный глоссарий

Поливинилхлорид (сокращенно ПВХ) — еще один искусственно синтезированный полимерный термопластичный материал. Существует несколько подходов к полимеризации, в ходе которых можно получить разные продукты, отличающиеся по своим свойствам.

Все виды поливинилхлоридных материалов можно разделить на два типа:
— непластифицированные ПВХ (обозначаются PVC-R, PVC-U, RPVC);
— пластифицированные ПВХ (PVC-F, PVC-P, FPVC).

Физические свойства поливинилхлорида следующие: это белый по цвету порошок, который не имеет запаха и вкуса. У ПВХ отличная прочность и ярко выраженные диэлектрические свойства. Химическая формула вещества — (-СН2-CHCl-)n , в которой n обозначает степень полимеризации.

У поливинилхлорида выраженная стойкость к растворению в воде, кислотах, щелочах, маслах, спиртах. Но этот материал можно растворить в эфире, ацетоне, хлорпроизводных углеводородов, ароматических растворителях.

ПВХ можно смешивать с пластификаторами (фталаты, фосфаты, себацинаты), окислителями и прочими веществами, так как он достаточно стойкий. Кроме этого, это вещество не поддерживает горения. ПВХ заслужил достойное внимание в стройке, так как его теплостойкость — одна из лучших в классе. А при сильном нагревании материал разлагается на ряд простых слагаемых.

Физико-химические свойства поливинилхлоридов следующие:
— материал самовоспламеняется только при резком увеличении температуры до 1100 С;
— температура простого воспламенения — 500 градусов, при этом вспышка достигает 624 С;
— плотность материала составляет 1,34 г/см3;
— плотность насыпного типа — 0,4-0,7 г/см3;
— температура стеклования — 70-80 С;
— температура разложения — 100-140 С.

Экологические показатели материала

У ПВХ практически отсутствует токсичность. Из негативных моментов воздействия стоит отметить раздражение дыхательной системы, а также слизистой глаз из-за этого материала. Поэтому государство установило его предельную концентрацию в воздухе помещения, которая составляет до 6 мг/м3.

Пыль ПВХ, которая осела на различные предметы, легко загорается. А если полимер нагреть до температуры более 150 °С, он разрушается на хлористый водород и окись углерода. Оба вещества являются крайне опасными для человека.

Поливинилхлорид по своим свойствам аморфный. Другие же характеристики материала зависят от способа его получения, который может быть суспензионным, эмульсионным и блочным.

Поливинилхлорид, полученный суспензионным методом (PVC-S) отличается узким молекулярно-массовым распределением, этот полимер не ветвится, он сравнительно чистый химически. По физическим свойствам отличается небольшим водопоглощением, отличной свето- и термостойкостью, оптимальными диэлектрическими свойствами.

У эмульсионного ПВХ (PVC-E) молекулярно-массовое распределение уже широкое, примесей в материале много, диэлектрические свойства значительно хуже, водопоглощение высокое, а свето- и термостойкость значительно уступают таковым у суспензионного ПВХ.

ПВХ может длительно эксплуатироваться при температуре не более 60 С. Что же касается нижних пределов, то для FPVC они составляют -60 С, а для RPVC -15 С. Стеклование у полимера происходит при температуре 70-105 С. Другие же характеристики сильно отличаются у разных материалов. В целом, можно сказать, что FPVC отличается высокой эластичностью, а RPVC — прочностью и жесткостью.

Суспензионные ПВХ отличаются своими диэлектрическими свойствами. Лучше, чем у них, они выражены у PP, PS и PE.

У непластифицированного пластика хорошая химическая индифферентность. Он не взаимодействует с бензином, промышленными маслами, щелочами и кислотами. Растворить вещество можно только при нагревании в хлорбензоле, дихлорэтане и тетрагидрофуране. Пластифицированный ПВХ имеет характеристики несколько похуже.

ПВХ имеет сравнительно недавнюю историю, так как его получили, как и все полимеры, в прошлом веке. Так, Бауман, воздействуя солнечным светом на винилхлорид, получил данный материал. А спустя время, в 1930 году, немецкие ученые начали промышленное производство ПВХ.

Поливинилхлорид входит в число базовых полимеров, то есть является крайне важным и незаменимым для промышленности и жизнедеятельности человека. Получают ПВХ из смеси хлора (около 57%) с нефтью (остальное количество).

Если быть точнее, поливинилхлорид получают из хлора (его добывают прямо на месте производства путем электролиза поваренной соли) взаимодействием с этиленом. Производство полимера осуществляется так: начинается получением хлора из раствора поваренной соли. Для этого на электроды подают электрический заряд, который разлагает вещество на хлор, водород и каустическую соду.

Параллельный процесс предполагает получение этилена из нефти. Это так называемый крекинг. Затем полученные хлор и этилен объединяют в одном реакторе. В ходе реакции получается промежуточный продукт дихлорид этилена. Его преобразуют в винилхлорид, который затем полимеризуют до получения конечного продукта. В итоге получается длинная полимерная цепь ПВХ, которая физически выглядит как гранулят. К нему добавляют различные добавки, чтобы получить материал тех свойств, что нужно. За счет того, что ПВХ может существовать в разных видах и формах, он широко применяется в быту и промышленности.

ПВХ — наиболее успешный коммерческий полимер. Таким он был ранее, начав применяться одним из первых, остался подобным и сейчас. Он на втором списке по востребованности из полимеров после полиэтилена. Необходимость в нем заключается в универсальности свойств материала, ведь его используют для производства медицинских изделий, игрушек, теплоизоляционных материалов, оконных рам и прочего оборудования.

Как уже упоминалось, ПВХ полимеризуют тремя способами:
— суспензионный;
— эмульсионный;
— блочный.

Суспензионное производство ПВХ заключается в вальцевании изделия, экструзии, литье под давлением и дальнейшем прессовании. Полученный таким образом поливинилхлорид производится для дальнейшего использования в мягких, полумягких и жестких изделиях из пластмасс.

Что же касается эмульсионного ПВХ, то для его переработки в изделия также используется литье под давлением, экструзия, вальцевание и прессование. Кроме того, из него можно получить мягкий продукт с помощью пластизоля.

Последний тип ПВХ перерабатывается методами вальцевания, прессования и экструзии.

Эмульсионный поливинилхлорид становится с каждым годом менее востребованным, так как это менее качественный продукт. Применяют его разве что для производства пластизоля. Суспензионный ПВХ наоборот увеличивает свою востребованность. Из него делают трубы, оконные рамы, листы, бутыли, пленку, прочие предметы и товары. На данный момент из суспензионного ПВХ делают до 80% изделий из поливинилхлорида.

Сферы применения ПВХ

Поливинилхлорид в медицине

В этой сфере опыт использования ПВХ колоссальный — более 50 лет. И с каждым годом востребованность в этом материале увеличивается. Изначально данный полимер начал применяться в изделиях медицинского назначения, когда остро появилась нужда заменить стекло и резину, которые приходилось постоянно стерилизовать, на одноразовые предметы. Идеальным веществом для их производства выявился поливинилхлорид, который отличается химической инертностью, стабильностью, безопасностью. Он прост в производстве, легко обрабатывается, из него можно сделать разные изделия. Медицинские предметы из ПВХ применяются даже внутри тела человека, настолько они безопасны. Они легко поддаются стерилизации, достаточно прочные и надежные.

Хоть полимеры заслужили себе не очень хорошую славу, ПВХ является безальтернативным материалом в медицине. И все здравоохранительные учреждения мира, проводящие исследования его безопасности, утверждают о безопасности и практичности поливинилхлорида.

Из ПВХ производят следующую медицинскую продукцию:
— емкости для сбора крови и транспортировки внутренних органов;
— трубки для кормления;
— катетеры;
— хирургические маски, перчатки, шины;
— упаковки для пилюль и таблеток;
— тонометры и т. д.

Почему же ПВХ является незаменимым и безальтернативным материалом для медиков? Причин тому несколько. Во-первых, вся медицинская продукция должна быть нетоксичной и соответствовать международным стандартам. Именно ПВХ среди других полимеров имеет разрешения Евросоюза и свидетельства абсолютной медицинской безопасности.

Следующий момент, который должен обязательно присутствовать в изделиях медицинского назначения — их абсолютная химическая стабильность. Контейнеры не должны изменять своих свойств под воздействием различных жидкостей, тем более, они не должны разрушаться или растворяться в них. Особенно это касается материалов, которые используются для сбора и переливания донорской крови. Они должны быть химически совместимы с ней.

Изделия из ПВХ могут быть достаточно прозрачными, если нужно — цветными. Кроме того, эти материалы обладают необходимой степенью прочности и гибкости при широком диапазоне температур и давлений. Поливинилхлорид отличается стойкостью к воздействию любых лекарственных веществ и легко переносит контакт с ними, не вступая в химические реакции. Из ПВХ можно сделать продукцию любого типа и формы, а именно жесткую, гибкую, мягкую и т. д.

Для медицинских материалов важной составляющей является их доступность. И ПВХ — лучший выбор по этому критерию, ведь это самый дешевый полимер.

ПВХ в транспортной индустрии

Поливинилхлорид не менее широко используется в изготовлении автомобильного транспорта. Наряду с полипропиленом он является самым востребованным полимерным материалом.

Так, из поливинилхлорида делают уплотнители для различных автомобильных деталей, покрытия, изоляцию для проводов, используют его в оформлении салона, приборных панелей, автомобильных дверей, подлокотников и т. д.

ПВХ — долговечный материал, поэтому те автомобили, в которых он используется, имеют гораздо больший срок эксплуатации. Так, до применения поливинилхлорида авто эксплуатировались около 11 лет, сейчас же средний срок составляет 17 лет. А это значит, что если автомобиль прослужит дольше, то будет меньше потребностей в производстве новых, что положительно отражается на экономии ресурсов и экологической ситуации.

ПВХ имеет еще одно несомненное преимущество для применения в автомобилестроении. Он облегчает массу автомобиля, не снижая при этом его прочность, что позволяет уменьшить расход топлива.

Благодаря применению поливинилхлорида автомобили стали более безопасными, так как его используют для создания защитных обшивок, подушек безопасности. А за счет того, что ПВХ стойкий к воздействию огня, это с еще одной стороны увеличивает безопасность водителя и пассажиров при эксплуатации автомобиля.

ПВХ — материал, которому можно придать любую форму и внешний вид, поэтому он активно применяется в дизайне автомобилей. После того, как для отделки салона начал использоваться поливинилхлорид, автомобили стали более комфортными, привлекательными, респектабельными. Современные ПВХ настолько совершенные, что могут имитировать натуральную кожу и быть практически идентичными по свойствам и внешнему виду ей. Этот материал обладает активными шумоизоляционными свойствами.

Итак, применение ПВХ при производстве автомобилей позволяет удешевить производство, сохранив при этом по максимуму качество.

В среднем, современный автомобиль, эксплуатируемый в Западной Европе, имеет в себе около 16 кг поливинилхлорида. Если посчитать, сколько стоит ПВХ, какова цена на авто и стоимость его производства, выходит сумма оценки ПВХ, используемого в авто Западной Европы, в 800 млн евро ежегодно. Если посчитать сумму ПВХ на автостроение по всему миру, то она будет составлять не менее 2,5 млрд евро, что говорит о востребованности и перспективности этого материала.

Использование ПВХ в строительстве

Поливинилхлорид — самый востребованный и популярный полимер в строительной индустрии. Так, в Европе более 50% всех строительных материалов составляет ПВХ, а в США — более 60%. Это обусловлено его преимуществами, которые кроме ПВХ имеют частично дерево и глина.

Итак, строительные ПВХ имеют следующие преимущества:
— высокая прочность;
— износоустойчивость;
— легкость;
— стойкость к коррозии;
— жесткость;
— возможность эксплуатации в любых погодных условиях;
— огнеупорность.

ПВХ не горит сам по себе. Как только действие огня прекращается, горение и тление материала немедленно устраняется. А это значит, что использование этого вещества позволяет существенно повысить пожарную безопасность помещения. ПВХ применяется и для изоляции электрических проводов, так как не проводит ток.

ПВХ — очень долговечный материал, который может прослужить десятилетия. Именно поэтому его выбирают для возведения долгосрочных конструкций. Так, трубы из ПВХ могут прослужить около 40 лет, а сейчас создаются материалы, способные выдержать и столетнюю эксплуатацию. Те же самые эксплуатационные характеристики имеют оконные рамы и другие изделия.

ПВХ для строительства также является дешевым материалом, чем выгодно отличается на фоне конкурентов. Изделия из него легче, чем из железа, бетона, а прочность их не уступает. А это значит, что ПВХ выгоднее использовать, ведь он легче, поэтому на его установку и эксплуатацию потратится меньше средств, энергии, топлива. Более того, материал значительно длительнее эксплуатируется, чем дерево и железо, что также наводит на мысль об экономии.

ПВХ в игрушках

Из поливинилхлорида производят множество детских игрушек. Так, из него делают такие изделия: куклы, игрушки для водных игр, мячи, бассейны и так далее. Как правило, ни одну мягкую игрушку не производят без использования поливинилхлорида. Это еще раз говорит о безопасности материала, ведь он может контактировать с детьми, не причиняя им вред.

ПВХ и потребительские товары

ПВХ используется не только для медицинских изделий, игрушек, автомобилей и строительных товаров, но имеет и более широкое применение. Его можно встретить практически во всех предметах быта. А это мебель, линолеум, обувь, спортивный инвентарь, кредитные карточки, одежда, рюкзаки, сумки и прочие изделия.

Упаковка из ПВХ

Одной из самых глобальных сфер, где используется ПВХ, является производство упаковки. Так, только лишь в Европе ежегодно производится 250 тыс. тонн этого материала для упаковочных материалов. А это и жесткая, и гибка пленка, бутылки с крышками для них, прочие изделия. Таким образом, ПВХ — крайне востребованный полимер.

Международное обозначение пластмасс.

1. PET (PETE).

ПЭТФ (полиэтилентерефталат, более известный как ПЭТ или лавсан) представляет собой сложный термопластичный полиэфир терефталевой кислоты и этиленгликоля. По физическим свойствам это твёрдое вещество белого цвета без запаха. Полиэтилентерефталат прочный, жёсткий и лёгкий материал.
Имеет физиологическую инертность, что позволяет использовать в качестве упаковки пищевых продуктов и фармакологических препаратов.
Высокая сопротивляемостью окрашиванию; устойчивость к воздействию моющих средств; устойчивость к воздействию кислот, легкая склеиваемость поверхностей. Пластик не ядовит.

2. HDPE- полиэтилен высокой плотности низкого давления (ПНД).

Полиэтилен высокой плотности (НDPE) – ПЭ с линейной макромолекулой и относительно высокой плотностью (0,960 г/см³). Это полиэтилен, называемый также полиэтиленом низкого давления (ПЭНД), его получают полимеризацией со специальными катализаторными системами.

Линейные полиэтилены образуют области кристалличности, которые сильно влияют на физические свойства образцов. Этот тип полиэтилена обычно называют полиэтиленом высокой плотности; он представляет собой очень твердый, прочный и жесткий термопласт, широко применяемый для литьевого и выдувного формования емкостей, используемых в домашнем хозяйстве и промышленности. Полиэтилен высокой плотности прочнее полиэтилена низкой плотности.

3. PVC- поливинилхлорид (ПВХ).

ПВХ получают блочной (ПВХ-М), суспензионной (ПВХ-С) и эмульсионной (ПВХ-Е) полимеризацией. Его химическая формула: [-СН2-СНС1-]n.

Поливинилхлорид или ПВХ – современный синтетический полимер, относящийся к числу так называемых базовых полимеров. Он был впервые синтезирован еще в 1870 году, а с 1930 выпускается в промышленном масштабе. С 1912 года начались поиски возможностей промышленного выпуска ПВХ, а в 1931 году концерном «BASF» были выпущены первые тонны этого материала.

Поливинилхлорид относится к группе термопластов. Чистый ПВХ — это порошок, который на 43% состоит из этилена (продукта нефтехимии) и на 57% из связанного хлора, получаемого из поваренной соли. Для производства листовых пластиков и оконного профиля в порошок добавляют стабилизаторы, пластификаторы, пигменты и вспомогательные добавки.

ПВХ пастики обладают достаточной механической прочностью и влагостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, хорошей химической стойкостью: не растворяются в бензине и керосине, стойки к действию кислот и щелочей, имеют красивый внешний вид, легко подвергаются резке, формованию, сварке и склеиванию.
Поливинилхлорид (ПВХ) — универсальный термопластичный полимер, получаемый суспензионной полимеризацией винилхлорида.

ПВХ был одним из первых полимеров, получивших широкое коммерческое распространение, и на сегодня он является одним и самых популярных. Сегодня ПВХ занимает второе место после полиэтилена по потреблению среди синтетических полимеров.

4. LDPE - полиэтилен низкой плотности высокого давления (ПВД).

Полиэтилен высокого давления (расшифровка ПВД или ПЭВД — аббревиатуры) – это термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 1800), давления до 3000 атмосфер в среде кислорода.
ПВД- легкий, прочный, эластичный материал, применим во многих областях жизнедеятельности человечества.
Второе название пластика- полиэтилен низкой плотности (ПНП или ПЭНП), вследствие слабых внутримолекулярных связей и более низкую плотность, чем полимеры других видов. Обозначают как LDPE– английский вариант ПЭНП.

5. PP — полипропилен (ПП).

Международное обозначение пластика- РР.
Получают ПП полимеризацией пропилена в растворителе (бензине, гектане, пропане) при давлении 1-4 МПа (в зависимости от применяемого растворителя). Реакция идёт при 70°С в присутствии каталитического комплекса AiRg + T1CI3.
Степень кристалличности полипропилена зависит от размера частиц катализатора.

6. PS — полистирол (ПС).

(ПС, бакелит, вестирон, стирон, фостарен, эдистер и др.), термопластичный полимер линейного строения. Аморфный бесцветный прозрачный хрупкий продукт.
Для полистирола характерны легкость переработки, хорошая окрашиваемость в массе и очень хорошие диэлектрические свойства.
Полистирол легко растворим в собственном мономере, ароматических и хлорированных углеводородах, сложных эфирах, ацетоне, не растворимых в низших спиртах, алифатических углеводородах, фенолах, простых эфирах.
Обладает низким влагопоглощением, устойчив к радиоактивному облучению, в кислотах и щелочах, однако разрушается концентрированной азотной и ледяной уксусной кислотами. Легко склеивается. На воздухе при УФ облучении полистирол подвергается старению с появлением желтизны и микротрещин, происходит помутнение, увеличивается хрупкость. Термодеструкция начинается при 200 °С и сопровождается выделением мономера. Полистирол не токсичен.

Его недостатки — хрупкость и низкая теплостойкость; сопротивление ударным нагрузкам невелико. При температурах выше 60 °С снижается формоустойчивость.

7. OTHER или О — прочие. К этой группе относится любой другой пластик, который не может быть включен в предыдущие группы.

ПВХ можно отличить по признакам:

— при сгибании на линии сгиба появляется белая полоса;

— бутылки из ПВХ бывают синего или голубого цвета;

— шов на дне бутылки имеет два симметричных наплыва.

Определение вида пластика по горению:

Вид полимера	Характеристики горения			Химическая стойкость
	Горючесть	Окраска пламени	Запах продуктов горения	К кислотам	К щелочам
ПВД		Внутри синеватая, без копоти	Горящего парафина	Отличная	Хорошая
ПНД	Горит в пламени и при удалении	Внутри синеватая, без копоти	Горящего парафина	Отличная	Хорошая
ПП	Горит в пламени и при удалении	Внутри синеватая, без копоти	Горящего парафина	Отличная	Хорошая
ПВХ		Зеленоватая с копотью	Хлористого водорода	Хорошая	Хорошая
ПС	Загорается и горит вне пламени	Желтоватая с сильной копотью	Сладковатый, неприятный	Отличная	Хорошая
ПА	Горит и самозатухает	Голубая, желтоватая по краям	Жженого рога или пера	Плохая	Хорошая
ПК	Трудно воспламеняется и гаснет	Желтоватая с копотью	Жженой бумаги	Хорошая	Плохая

Вид полимера	Механические признаки			Состояние поверхности на ощупь	Цвет		Прозрачность		Блеск
ПВД		Мягкая, эластичная, стойкая к раздиру	Маслянистая, гладкая			Бесцветная		Прозрачная	Матовая
ПНД			Слегка маслянистая, гладкая, слабо шуршащая			Бесцветная		Полупрозрачная	Матовая
ПП		Жестковатая, слегка эластичная, стойкая к раздиру	Сухая, гладкая			Бесцветная		Прозрачная или полупрозрачная	Средний
ПВХ		Жестковатая, стойкая к раздиру	Сухая, гладкая			Бесцветная		Прозрачная	Средний
ПС		Жесткая, стойкая к раздиру				Бесцветная		Прозрачная	Высокий
ПА			Сухая, гладкая			Бесцветная или светло-желтая		Полупрозрачная	Слабый
ПК		Жесткая, слабо стойкая к раздиру	Сухая, гладкая, сильно шуршащая			Бесцветная, с желтоватым или голубоватым оттенком		Высоко-прозрачная	Высокий

Физико-механические характеристики полимера:

Вид полимера	Физико-механические характеристики при 20°C
	Плотность, кг/м 3	Прочность при разрыве, МПа	Относит-ое удлинение при разрыве,%	Прониц-мость по водяным парам, г/м 2 за 24 часа	Прониц-мость по кислороду, см 3 /(м 2 хатм) за 24 часа	Прониц-мость по CO 2 , см 3 /(м 2 хатм) за 24 часа	Температура плавления, °C
ПВД	910-930	10-16	150-600	15-20	6500-8500	30000-40000	102-105
ПНД	940-960	20-32	400-800	4-6	1600-2000	8000-10000	125-138
ПП	900-920	30-35	200-800	10-20	300-400	9000-11000	165-170
ПВХ	1370-1420	47-53	30-100	30-40	150-350	450-1000	150-200
ПС	1050-1100	60-70	18-22	50-150	4500-6000	12000-14000	170-180
ПА	1100-1150	50-70	200-300	40-80	400-600	1600-2000	220-230
ПК	1200	62-74	20-80	70-100	4000-5000	25000-30000	225-245

Отличительные признаки пластиков при горении:

ПЭВД (полиэтилен высокого давления, низкой плотности).
Горит синеватым, светящимся пламенем с оплавлением и горящими потеками полимера. При горении становится прозрачным, это свойство сохраняется длительное время после гашения пламени. Горит без копоти. Горящие капли, при падении с достаточной высоты (около полутора метров), издают характерный звук. При остывании, капли полимера похожи на застывший парафин, очень мягкие, при растирании
между пальцами- жирны на ощупь. Дым потухшего полиэтилена имеет запах парафина. Плотность ПЭВД: 0,91-0,92 г/см. куб.

ПЭНД (полиэтилен низкого давления, высокой плотности).
Более жесткий и плотный чем ПЭВД, хрупок.
Проба на горение – аналогична ПЭВД. Плотность: 0,94-0,95 г/см. куб.

Полипропилен.
При внесении в пламя, полипропилен горит ярко светящимся пламенем. Горение аналогично горению ПЭВД, но
запах более острый и сладковатый. При горении образуются потеки полимера. В расплавленном виде — прозрачен, при остывании
— мутнеет. Если коснуться расплава спичкой, то можно вытянуть длинную, достаточно прочную нить. Капли остывшего расплава жестче, чем у
ПЭВД, твердым предметом давятся с хрустом. Дым с острым запахом жженой резины, сургуча.

Полиэтилентерафталат (ПЭТ).
Прочный, жёсткий и лёгкий материал. Плотность ПЭТФ составляет 1, 36 г/см.куб. Обладает хорошей термостойкостью (сопротивление термодеструкции) в диапазоне температур от — 40° до + 200°. ПЭТФ устойчив к действию разбавленных кислот, масел, спиртов, минеральных солей и большинству органических соединений, за исключением сильных щелочей и некоторых растворителей. При горении сильно коптящее пламя. При удалении из пламени гаснет.

Полистирол.
При сгибании полоски полистирола, легко гнется, потом резко ломается с характерным треском. На изломе наблюдается мелкозернистая структура.Горит ярким, сильно коптящим пламенем (хлопья копоти тонкими паутинками взмывают вверх!). Запах сладковатый, цветочный. Полистирол хорошо растворяется в органических растворителях (стирол, ацетон, бензол).

Поливинилхлорид (ПВХ).
Структура эластичная. С трудом загорается, а при удалении из пламени гаснет. При горении сильно коптит, в основании пламени можно наблюдать яркое голубовато-зеленое свечение.
Очень резкий, острый запах дыма. При сгорании образуется черное, углеподобное вещество (легко растирается между пальцами в
сажу). Растворим в четыреххлористом углероде, дихлорэтане. Плотность: 1,38-1,45 г/см. куб.

Сдача пластика на переработку – утилизация его без вреда для экологии: из 1 кг переработанного сырья получают 0,8 кг готового к дальнейшему использованию вторичного пластика.

По материалам сайта pererabotkatbo.ru