ПВХ; особенности и характеристики материала

Впервые поливинилхлорид из винилхлорида получил в 1835 году Анри Виктор Реньо во Франции. Произошло это в ходе случайных экспериментов. Сохранились записи ученого, в которых он не смог охарактеризовать и назвать полученное вещество.

Следующая волна исследований поливинилхлоридного соединения датируется 1878 годом. Но и тогда применения ему не нашлось и эксперименты приостановили.

В 1913 в Германии химик Фриц Клатте, изучив свойства вещества, запатентовал производство ПВХ. Реализовать его идеи помешала наступившая Первая мировая война.

Почти параллельно с Клатте в Германии поливинилхлорид исследовал Уолдо Силон в Америке. В 1926 году он запатентовал идею создавать из нового волокна занавески для ванной комнаты.

Промышленное производство предметов из нового материала началось в 1931 году.

Меньше чем через 15 лет поливинилхлоридное полотно прочно вошло во многие отрасли промышленности. Из него стали делать также посуду, предметы быта, автомобильные детали и пр.

Сфера применения

Поливинилхлорид давно не вызывает вопроса: «что это такое?», потому что из него в свое время изготавливались «прабабушки» CD-дисков – грампластинки. Даже 70 лет назад этот материал был не так распространен, как сейчас.

Примечательно, что существуют полимеры, превосходящие его по разным параметрам, но это не значит, что производство винила прекратится. Наоборот, оно постепенно увеличивается, причем постоянно придумываются новые формулы, что существенно расширяет сферу применения.

Например, если в состав сырья для ПВХ ввести большое количество хлора, то в итоге получится пластмасса, способная выдержать сверхвысокие температуры, а это значит, что такой материал можно будет использовать там, где раньше его применение было невозможным. Что такое ПВХ сегодня? Это трубы (канализационные, водопроводные, вентиляционные), окна и двери, отделочные материалы, предметы, используемые в быту (посуда, обувь, игрушки) и многое другое.

Важно! Игрушки и другие потребительские товары, изготовленные из поливинилхлорида, при нарушении технологии могут быть токсичными. Добросовестные производители всегда используют только те материалы, которые прошли многоступенчатую обработку.

ПВХ в медицине и автомобилестроении

Там, где можно использовать винил, не нужны резина или стекло, потому что из этого материала изготавливается целый перечень приспособлений, которыми ежедневно пользуется медперсонал каждого учреждения здравоохранения. Это:

  • катетеры;
  • стерильные резервуары;
  • трубки;
  • упаковочные материалы;
  • медицинское оборудование;
  • маски, перчатки, бахилы;
  • хирургические шины.

Положительные свойства поливинилхлорида способствуют его использованию в медицине, потому что этот материал не оказывает никакого влияния на биохимические жидкости, он химически инертен и не вступает в реакции с другими веществами. Это позволяет создавать медицинские «расходники», и преимущественно, однократного применения.

В каждом автомобиле есть поливинилхлоридные элементы: уплотнители, изоляция, приборная панель, отделка салона и пр. Но и это еще не все, ведь и экстерьер практически любого авто теперь украшается тюнинговыми деталями, в число которых входят щитки, дефлекторы, спойлеры, обвес, рейлинги, молдинги и многое другое. Благодаря тому, что плотность ПВХ и соответственно, его масса не такая большая, как у стекла и металла, автопроизводителям удалось значительно снизить вес автомобиля и его стоимость.

Цены на катетеры

ПВХ в строительстве и отделке интерьеров

Оконные и дверные конструкции из дерева постепенно выходят из обихода, равно как и металлические трубы. На смену им пришли аналоги из ПВХ, которые легко монтируются, что объясняется не только конструкционными особенностями изделий, но и наличием разнообразной фурнитуры. Неудивительно, что теперь поливинилхлорид является одним из основных строительно-отделочных материалов, так как он имеет по-настоящему выдающиеся физические свойства: устойчивость к влаге, малый вес, гибкость, эластичность, долговечность. Кроме того, полихлорвинил является прекрасным имитатором, благодаря чему он способен заменить собой более дорогостоящие материалы.

Поливинилхлорид в роли основы для напольных покрытий редко находит применение. Поэтому чаще всего он используется для создания пленки из ПВХ, благодаря которой можно придать ламинату или линолеуму высокие эксплуатационные свойства: стойкость к механическим повреждениям, влаге и химическим веществам. Примечательно, что ПВХ пленка может быть использована для декорирования любых поверхностей.

Что такое конструкции ПВХ (оконные профили, панели, блок-хаус и пр.), знают все, особенно владельцы частных домов. Подобные изделия отличаются морозостойкостью, приемлемыми тепло- и звукоизоляционными характеристиками и как ни странно, огнеупорностью. Дело в том, что температура плавления ПВХ составляет 1200 С, и он не горит «синим пламенем», а только плавится. К примеру, если оставить на подоконнике из поливинилхлорида зажженную сигарету, то пожара не случится, потому что он будет не гореть, а плавиться, не образуя пламени.

Поливинилхлорид применяется для создания искусственной ткани и кожи, из которых шьется одежда, чехлы для мебели, тенты, навесы и пр. Также из ПВХ изготавливаются вещи, которыми ежедневно пользуется любой человек. К примеру, это банковские карты, перчатки, мебель, посуда, игрушки, спортивный инвентарь, упаковка и пр. Особым спросом изделия из ПВХ пользуются у рыбаков и туристов, специально для которых изготавливаются ПВХ лодки и непромокаемая обувь.

Цены на трубы ПВХ

Химический Энциклопедический Словарь. Гл. ред. И.Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1983 — 792 с.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • ПВС РФ
  • ПВО Сербии

Смотреть что такое «ПВХ» в других словарях:

ПВХ — поливинилхлорид хим. Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с. ПВХ программа вычисления хода Источник: http://www.nedopc.org/forum/viewtopic.php?t=9089 ПВХ план видов характеристик … Словарь сокращений и аббревиатур

пвх — поливинилхлоридный Словарь русских синонимов. пвх сущ., кол во синонимов: 1 • поливинилхлоридный (1) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов

ПВХ — ПВХ, см. ПОЛИВИНИЛХЛОРИД … Научно-технический энциклопедический словарь

ПВХ — [пэвэх а], нескл., муж. и неизм. (сокр.: поливинилхлорид, поливинилхлоридный) … Русский орфографический словарь

ПВХ С — поливинилхлорид суспензионный хим. Источник: http://www.regnum.ru/expnews/227253.html … Словарь сокращений и аббревиатур

ПВХ — 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 … Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого

ПВХ — см. Поливинилхлорид … Естествознание. Энциклопедический словарь

ПВХ — поливинилхлорид … Словарь сокращений русского языка

ПВХ мембраны — полимерный гидроизоляционный материал на основе пластифицированного поливинилхлорида. Для придания ПВХ пластику необходимой гибкости в его состав вводят пластификаторы, а армирующая сетка из полиэстера придает необходимую прочность и предохраняет … Википедия

пвх-материалы — сущ., кол во синонимов: 1 • материал (306) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Виды поливинилхлорида

Сырьевой порошок имеет один состав, свойства и вид. Но очень отличаются механические свойства и то, как выглядит поливинилхлорид в готовых изделиях. Окончательные параметры определяются веществами, присаживаемыми в поливинилхлорид, свойства при этом меняются в 2 направлениях:

  1. Винпласт — с высокими механическими показателями, используется как конструкционный материал.
  2. Пластикат — пластичный в высокой степени, применяется для изоляции, покрытия и отделки поверхностей.
Читайте также  Должны ли потеть пластиковые окна

При необходимости придать ПВХ особые свойства используют дополнительные технологии:

  1. Свойства наполненного ПВХ повторяют технологию армирования, где в качестве основы берется другой материал (ткань, стекловолокно), а ПВХ выполняет защитную функцию.
  2. Вспененный поливинилхлорид характеризуется меньшей прочностью и массой за счет образования микропор. Также повышаются узкоспециализированные свойства материала: негорючесть, пластичность, антибактериальность. Существует 2 способа получения вспененной структуры: газовый и химический.

Маркировка

При производстве поливинилхлорида химические свойства различаются в зависимости от этапа и метода получения. Визуально эластомеры могут не отличаться друг от друга, но при этом иметь разную степень опасности. Очень важно для ПВХ применение в строгом назначении, для чего используется маркировка непосредственно на самом изделии. Общее название полимера имеет аббревиатуру ПВХ, или английскую — PVC (поливинилхлорид).

Буква перед или после аббревиатуры указывает на добавление пластификаторов, обеспечивающих пластичность:

  • PVC-P; FPVC; PVC-F — пластифицированный.
  • CPV-R; PVC-U; RVPC — не пластифицированный.
  • HMW PVC — высокомолекулярный.

Пример расшифровки маркировки:

  • РЕТ — маркировка одноразового пластика, предназначенного для питьевой воды.
  • HDPE — прочный полиэтилен, используется для хранения синтетических неагрессивных средств.
  • PVC — пищевой пластик, из него изготавливают пищевую пленку, тару для хранения. Дополнительно может маркироваться цифровым индексом.
  • LDPE — пищевой пластик, не предназначен для длительного хранения.
  • РР — пищевой пластик для хранения при температуре не выше комнатной.
  • PS — может использоваться как пищевой и технический, но опасен при нагревании.
  • 0 — маркировка применяется для технических видов пластика.

Труба из НПВХ: ГОСТ и особенности маркировки

Правила маркировки любой продукции устанавливают соответствующие нормативные документы. Например, маркировка безнапорных труб из НПВХ по ГОСТ 32413-2013 содержит следующую информацию в такой очерёдности:

  • материал изделия;
  • наружный диаметр и толщина стенки трубы в мм – например, 250х4,9;
  • показатель соотношения диаметра и толщины стенок изделия SDR целым числом;
  • показатель кольцевой жёсткости SN в кН/м2, указывающий на допустимую нагрузку при подземной прокладке труб;
  • ссылка на нормативный документ, по которому изготовлено изделие.

Согласно ГОСТ Р 51613-2000, установлена такая маркировка продукции:

  • материал изделия;
  • показатель SDR;
  • наружный диаметр и толщина стенки трубы в мм;
  • назначение – питьевая или техническая;
  • ссылка на нормативный документ.

Для продукции по ГОСТ Р 52134-2003 используется аналогичная схема обозначения, но после третьего пункта списка в маркировку добавляется класс эксплуатации и номинальное рабочее давление труб.

ПВХ и окружающая среда

О влиянии поливинилхлорида на человека и окружающую среду очень много противоречивой информации.

Чаще всего ПВХ предъявляют претензии из-за того, что он содержит в своём составе свинец, который добавляется в ПВХ-профиль для оконных рам в качестве стабилизатора. Дело, однако, в том, что он находится в ПВХ в соединении с другими химическими элементами и поэтому обладает совершенно иными свойствами, чем токсичный металлический свинец или его водорастворимые соединения.

Соединения свинца очень распространены и входят в химический состав многих привычных вещей. В качестве примера можно привести хрусталь: в нём содержится более 24% оксида свинца, и как раз благодаря ему посуда из хрусталя красиво играет на свету. Точно так же соединения свинца в химическом составе ПВХ-профиля инертны и безопасны для человека.

С точки зрения экологии, ПВХ обладает несколькими положительными свойствами:

  • поливинилхлорид химически инертен и очень стабилен, благодаря чему в воздух не выделяются вредные вещества;
  • изделия из ПВХ долговечны, что способствует сокращению количества мусора, производимого человеком;
  • ПВХ может подвергаться вторичной переработке.

Об экологической безопасности ПВХ говорит тот факт, что его использование не запрещено ни в одной стране мира.

Форма поставки, переработка

Идентификация

Поливинилхлориды различают по молекулярной массе, значению константы Фикентчера К либо по числу вязкости. Последние два основаны на относительной вязкости полимера в растворе и являются пропорциональными. Существует взаимосвязь между следующими характеристиками: константа Фикентчера ( ISO 1628-2 и DIN 53726), удельная вязкость, число вязкости J (DIN 53726-8), характеристическая вязкость (ASTM D 1234-T), показатель текучести расплава (ISO 1133 и ASTM В1238) и числовое и массовое распределение молекулярной массы. Константа Фикентчера (К) для ПВХ смол, используемых для получения термопластичных изделий, обчно имеет значение от 50 до 80, согласно DIN EN ISO 1628-2. Чем выше значение К, тем лучше механические и электрические свойства конечных изделий, однако высокие значения К говорят и о трудностях переработки непластифицированного ПВХ. В таблице 1 приведены значения К ПВХ смол для стандартных методов переработки.

Табл. 1. Области применения различных марок ПВХ

Э-эмульсионный; С-суспензионный; М-полученный в массе

Свойства и области применения напластифицированного ПВХ

Жесткий ПВХ является термопластичным материалом с высоким модулем эластичности, но низкой стойкостью к истиранию, ударопрочным при низких температурах с долговременной переменной усталостной прочностью. Рабочие температуры относительно низкие: кратковременные до 75 о С, длительные до 65 о С. Соответствующий подбор добавок гарантирует отличные электрические свойства, особенно при низких напряжения, в низкочастотном диапазоне. Высокие частоты приводят к нагреванию из-за высокого коэффициента электропотерь. Проницаемость ПВХ для воздуха, N2, O2 и CO2 ниже, чем у полиолефинов, проницаемость водяного пара выше. При температурах до 60 о С жесткий ПВХ устойчив к действию большинства разбавленных и концентрированных кислот, кроме олеум содержащей серной кислоты. ПВХ устойчив к спиртам, бензину, минеральным маслам, жирам, эфирам, кетонам, хлорированным углеводородам, а в ароматических углеводородах ПВР растворяется либо набухает в различной степени. ПВХ устойчив к трещинообразованию. Соответственно стабилизированный ПВХ может использоваться вне помещений. Непластифицированный ПВХ физиологически нейтрален. Большинство изделий из ПВХ замедляют горение, даже без дополнительных добавок. Пламя затухает при удалении источника пламени. В зависимости от метода полимеризации ПВХ может быть просвечивающимся или прозрачным, он также легко окрашивается. Наполнители обычно используются для снижения стоимости, стекловолокно редко применяют для упрочнения ПВХ (смотри таблицу 2).

Табл. 2. Свойства наполненного жесткого ПВХ

Vicat-T — температура размягчения по Вика

В производстве труб и профилей из жесткого ПВХ добавляют 1-2% мелкозернистого мела (5-10 мкм) для улучшения перерабатываемости. Введение серы до 15% увеличивает ударную вязкость в 2 раза. Более 40% серы вводят в трубы и профили (трубы высокого давления, дренажные трубы) в зависимости от необходимой устойчивости к механическим напряжениям. Мел поглощает выделяющиеся кислоты и тем самым улучшает термостабильность. Каолин добавляют к пластифицированному ПВХ при производстве кабеля для улучшения объемного сопротивления. Силикаты увеличивают тиксотропию, а полученные изделия имеют матовую поверхность. Гидроксид алюминия улучшает устойчивость к горению. Прочность ПВХ с 5-12% модификатора ударопрочности примерно в 2 раза выше, чем у обычного ПВХ. Эластомеры эфира полиакриловой кислоты (ACM), хлорированный ПЭ и сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА) при диспергировании в массе выступают в роли модификатора ударопрочности. ACM применяется как привитой сополимер либо в качестве сополимера с метилметакрилатом с содержанием акрилонитрила 60-90%. АСМ добавляют к ПВХ в количестве обычном для модификаторов: примерно 5-7%. В отличие от АСМ, хлорированный ПЭ и СЭВА до определенной степени являются чувствительными к сдвиговым нагрузкам. Поэтому ударопрочность при их применении зависит от режима переработки. Полиакрилаты, модифицированные полистиролом, используются для получения прозрачных изделий с улучшенной ударопрочностью.

Читайте также  Как затонировать окно в квартире

Табл. 3. Сравнение свойств винилхлоридных полимеров и смесей

Пластификаторы

Таблице 4 представляет обзор основных первичных пластификаторов ПВХ и их характеристик. Фталевые пластификаторы (1-я группа), в основном универсальный ДОФ, составляют 65-70% всех пластификаторов. Для специфических целей применяют спирты с короткой цепью. Эфиры алифатических дикарбоновых кислот (2-я группа) в основном применяются в смеси со фталатами для улучшения низкотемпературной ударопрочности изделий из ПВХ. Эфиры фосфорной кислоты (3-я группа) наилучшим образом подходят для технических огнестойких изделий. Эфир алкилсульфоновой кислоты и карболовая кислота (группа 4), подобны ДОФ и имеют минимальную летучесть. Эти эфиры обеспечивают хорошую высокочастотную смачиваемость и атмосферостойкость, несмотря на пожелтение. Эфиры лимонной кислоты (группа 5) являются пластификаторами, предназначенными для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. Тримеллитаты (группа 6) используются в изделиях, подвергаемых сильному длительному нагреванию. Эпоксидированные продукты (группа 7) добавляют к ПВХ-Х преимущественно из-за дополнительного стабилизирующего эффекта. Однако их использование в значительном количестве, может привести к выпотеванию. Полиэфирные пластификаторы (группа 8) доступны в виде олигомерных и полимерных пластификаторов, обеспечивают широкий выбор этерифицирующих компонентов и диапазон молекулярных масс от 600 до 2000 г/моль. В дополнение к их низкой летучести, они отличаются высокой устойчивостью к экстракции жиров и масел.

Табл. 4. Пластификаторы для ПВХ

Рис. 1. Прочность при растяжении и удлинение при разрыве ПВХ-П при 23 о С, в зависимости от количества пластификатора: ДОФ (DOP), DOA, ТКФ (TCP), ДЦГФ (DCHP)

Применение и свойства

ПВХ-П содержит от 5 до 20% пластификатора. Низкое содержание пластификатора, которое не обеспечивает образование однородной структуры, вызывает увеличение хрупкости и снижение удлинения при разрыве (смотри рис.1). При увеличении содержания пластификатора ПВХ ведет себя как резина. Поэтому обычно ПВХ-П характеризуют твердостью по Шору А. При твердости по Шору А 96-60 материал рекомендован для экструзии, 85-65 — для выдувного формования, до 50 — для литья под давлением. Высоконаполненные смолы с твердостью по Шору А 85-70 для напольных и кабельных покрытий, проявляют более низкое растяжение при разрыве и меньшую гибкость при низких температурах, чем ненаполненные. Низкотемпературная хрупкость зависит от типа и количества пластификатора.

Табл. 5. Твердость ПВХ-П по Шору А и D

Применение

Литье под давлением: затворы, защитные колпаки, обувная подошва, велосипедные ручки, амортизаторы, сандалии.

Экструзия: трубы, тубы, перила, кордовая нить и покрытия проводов, изоляционные ленты и трубы.

Каландрование: листы, пленки (занавески для душа), настилы полов.

Раздувное формование: подлокотники в автомобилях, шары, мячи, тубы.

Бутыли полученные из ПВХ часто путают с бутылями из ПЭТ и при вторичной переработке возникают проблемы, так как температура переработки ПВХ ниже, чем у ПЭТ, и из ПВХ выделяется соляная кислота.

Гомополимер поливинилиденхлорида разлагается при температуре ниже температуры плавления, поэтому он промышленно практически не используется.

3. Винилхлорид: сополимеры и смеси

Табл. 6. Влияние сомономеров на свойства поливинилхлорида.

Модификаторы, в основном основанные на высокомолекулярных метилметакрилатных полимерах образует с ПВХ однофазную смесь, из которой получают прозрачные изделия. Они улучшают текучесть расплава и индекс Эриксена в области термоэластичности, так что ударопрочные и атмосферостойкие изделия можно получать в мягких условиях. Модификаторы, основанные на α-метилстироле/акрилонитриле и стироле/малеиновом ангидриде улучшают температуростойкость на 10-15К. Получают также смеси со следующими компонентами: АБС-пластик, ПЭ-Х, ПММА. Сравнение свойств смотри табл. 3.

Мнение о поливинилхлориде неоднозначны.

С одной стороны, его ценят за практичность и высокие эксплуатационные характеристики.

С другой стороны, большим минусом называют неэкологичность материала.

Какие напольные покрытия содержат ПВХ?

Посмотреть ещё статьи:

Полы являются важным элементом внутренней отделки зданий. В настоящее время имеется большое разнообразие покрытий полов, а так же разнообразны свойства полов и их технические и эксплуатационные характеристики.

Виды противопожарного линолеума Все виды линолеума обладают противопожарными свойствами, разница лишь в том, какие эти свойства. Существует система сертификации линолеума, которая показывает уровень горючести, дымообразования токсичности и воспламеняемости материала.

График зависимости удлинения от нагрузки

На представленном ниже графике можно увидеть зависимость степени растяжения материалов от нагрузки.

Можно сделать следующие выводы:

Самым эластичным материалом, который способен растягиваться на 40%, по праву считается полиэстер. Чаще всего он применяется в местах, где существует наиболее высокий риск деформации гидроизоляционного или кровельного покрытия.

Низкий процент разрыва и уровень эластичности присущи стеклоткани, тогда как такие понятия для стеклохолста вообще не применимы.

Будет интересно: Какой утеплитель лучше: минеральная вата (маты прошивные, плиты) или пенопласт? Читайте здесь