Пвх (pvc)

Для чего производится полиэстер?

Полиэстер – считается самой популярной синтетической тканью. На сегодняшний день 65% текстильного рынка захвачено именно этим волокном. Стопроцентный полиэстер производиться из продуктов газа и нефти. Из этого полотна производят одежду, чаще всего для рабочей одежды или спортивной формы. У неё отсутствует неприятный запах и не имеет свойства линять.

Полиэстер обладает хорошей стойкостью цвета, низкой эластичностью, простотой ухода, а также не впитывает запахи и имеет небольшой вес. Однако ткань сейчас очень редко используется в чистом стопроцентном виде. Часто в состав добавляют эластан, вискозу и хлопок. Волокно используются для увеличения прочности полотна.

Основные характеристики ПВХ

Есть ряд параметров, по которым определяются качества материала. Среди них:

• Плотность. Измеряется в граммах на кв.метр. Широко варьируется. Популярные высокие показатели: 550-800 г/кв.метр.
• Прочность, способность к растяжению. Она должна соответствовать стандартам: ISO — международный, DIN — немецкий, EN — европейский.
• Толщина нити. Измеряется в тексах. Самые востребованные ткани имеют прочность в 110 текс.
• Огнеустойчивость.
• Нефтеустойчивость.
• Горючесть.
• Температурный режим использования. Может достигать +70 градусов.

Для специализированных производств качественные и количественные показатели отличны.

Полимерное покрытие дает изделиям ряд общих преимуществ. Среди них:

• Эластичность.
• Плотность и прочность.
• Водостойкость. Материал не пропускает влагу.
• Воздухонепроницаемость. Будучи минусом в легкой промышленности, это качество становится плюсом при использовании в нужной области.
• Термостойкость. Ткани не страшны предельно низкие и высокие температуры.
• Солнцестойкость. Качественные вещи, созданные с соблюдением высоких стандартов, не выгорают под прямыми солнечными лучами.
• Неокисляемость.
• Бюджетность. Поливинилхлоридные полотна имеют доступную стоимость.
• Относительно долгий срок службы. Составляет от 5 до 15 лет, в зависимости от конкретных характеристик и типа изделия.

Структура листа

Компактные пластики имеют монолитную внутреннюю структуру. Такие материалы производятся не только плоскими листами, но и профилированными, например, трапецеидального или синусоидального сечения.

Вспененные (газонаполненные) пластики имеют пористую, чаще всего изолированную структуру. Несмотря на пористость, они не впитывают воды и, соответственно, не набухают. Характеризуются меньшим весом по сравнению с компактными аналогами, и одновременно с этим достаточно высокой прочностью.

Сотовые (ячеистые) пластики представляют собой многослойные (от 2 до 6 слоев) листы, каждый слой которых соединен продольными перегородками из того же материала, образующими сквозные секции различной геометрии. Наиболее популярны — сотовый ПК и сотовый ПП.

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 прямых солнечных лучей.

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.

Экологичность потолков на тканевой основе

А что касается тканевого полотна для натяжных потолков? Из аналогичного синтетического полотна изготавливают куртки, зонты и другие непромокаемые вещи. Полимерную ткань используют для пошива детских комбинезонов и прогулочных конвертов. Таким образом, мы можем видеть, что тканевые натяжные потолки экологичность которых доказана применением этого материала в других сферах жизни, являются абсолютно безвредными для человека. 

Но тут необходимо сделать некоторое замечание. Говорить о том экологические натяжные потолки или нет, можно только в том случае если материал изготовлен с соблюдением технологии, и он имеет соответствующий сертификат качества. Чистота ПВХ и тканевого полотна уже давно доказана. Но на практике случается так, что натяжные потолки изготавливаются на основе дешевых материалов, которые в итоге приводят к тому, что полотно получается токсичным. Степень экологичности низкосортной продукции, происхождение которой сомнительно, весьма низка. Использование таких полотен может негативно сказаться на здоровье вас и вашей семьи. Кроме того, из-за низкого качества материала он достаточно быстро приходит в негодность.

Поэтому для того, чтобы быть полностью уверенным в том, что у вас экологически чистые натяжные потолки, необходимо выбирать только качественную фирму-производителя, которая работает на рынке установки натяжных потолков не менее 5 лет. Но даже в этом случае не стоит слепо доверять, всегда просите предоставить сертификат качества на материалы. Наличие этих сертификатов и гигиенических заключений означает, что вы приобрели действительно экологический потолок. 

Отказ от изделий из ПВХ

Многие компании и даже государства ввели ограничения на применение поливинилхлорида и политику замещения материалов.

• Крупные компании, такие как Proctor and Gamble отказались от упаковки из ПВХ.
• BMW, Herliltz, IKEA, Opel, Sony-Europe и Volkswagen объявили о политике отказа от использования ПВХ.
• Крупные строительные проекты, такие как «Евротоннель» между Англией и континентальной Европой были завершены без использования ПВХ.
• Из-за возросшего спроса на рынке сотни европейских сообществ ввели ограничения на использование ПВХ в общественных зданиях.
• Парламент Швеции проголосовал за отказ от мягкого ПВХ и жесткого ПВХ с добавками, которые уже считаются вредными.

Таким образом, уже давно известно, что ПВХ наносит непоправимый вред для здоровья. Поливинилхлорид сегодня считается опасным. В случаях, когда это возможно, лучше его заменять аналогами, чтобы избежать проблем в будущем.

История открытия полиэтилена

В отличие от винила, полиэтилен был впервые открыт уже в канун XX-го века.  Немецкий химик также производил опыты в своей лаборатории, и случайно сумел получить новый пластический материал. Практичный немец сразу описал свойства полученного вещества, но, как и в случае с поливинилхлоридом все застопорилось на этапе практического применения. Полиэтилен мог бы уже в то время заменить дорогой и нестойкий целлулоид, а также дорогой и ломкий целлофан – пластики, применявшиеся человечеством до Первой Мировой войны, но проблемы промышленного производства и трудности получения сырья не позволили ему выйти из стен научных лабораторий.

Поэтому массовое использование полиэтилена – в виде пакетов для магазинов и супермаркетов началось лишь 50 лет спустя, в середине XX-го века.

Что такое ПВХ

Сырьем для производства данного материала служит продукт нефтехимии – этилен, а также множество других компонентов: поваренная соль, хлор, красители, пластификаторы, наполнители и даже жироподобные вещества.

Существует несколько технологий изготовления ПВХ, но все они подразумевают использование сложного оборудования. В ходе процесса полимеризации (молекулы мономера объединяются и образуют полимер) из исходного сырья формируется основа – поливинилхлоридная смола. Получение поливинилхлорида – процесс, состоящий из нескольких операций:

1. Из раствора поваренной соли методом электролиза выделяют свободный хлор.
2. Хлор и продукт переработки нефти – этилен соединяют, в итоге образуется дихлорид этилена, являющийся сырьём для изготовления винилхлорида.
3. Путем полимеризации (суспензионной, эмульсионной, блочной) винилхлорида образуется поливинилхлорид, применение которого очень широко.

 активным выделением хлористого водорода

Структура и форма полихлорвинила меняется под воздействием высоких температур, только ученые считают, что материал не горит, а разлагается. Поливинилхлорид может стойко выдержать температурное воздействие до 700 С, а при «минусе» (ниже -150 С) он становится хрупким, но не настолько, чтобы саморазрушиться.

Химические и физические свойства поливинилхлорида зависят от технологии производства и сферы применения материала, но общими для всех видов ПВХ являются:

1. Незначительная температура длительной эксплуатации (порядка 600 С).
2. Химическая инертность (нерастворимость в воде, спирте, органических растворителях).
3. Устойчивость к агрессивным средам (влажность, резкие температурные перепады, воздействие солей, кислот, масел, щелочей).
4. Неподверженность гниению.
5. Высокие прочностные характеристики (средняя плотность ПВХ – 1,4 г/см3).
6. Устойчивость к воздействию ультрафиолета.
7. Низкая токопроводность.

Поливинилхлорид растворяется в бензоле, тетрагидрофуране, диметилформамиде, ацетоне, циклогексаноне.

Изделия из ПВХ пользуются спросом, потому что они дешевы, имеют достойный внешний вид, долговечны. ПВХ плохо горит на воздухе и имеет широкий спектр применения, потому что при производстве путем ввода в состав модификаторов, пластификаторов и различных наполнителей можно придать материалу требуемые характеристики.

Взять, к примеру, винилпласт, из которого изготавливают тару, трубы и пр. Его производство подразумевает использование таких дополнительных компонентов, как:

• эластомеры (необходимы для повышения ударной вязкости);
• цвето- и термостабилизаторы (предназначены для того, чтобы материал мог сопротивляться воздействию ультрафиолета и иметь более высокую температуру эксплуатации);
• воски и парафины (повышают текучесть).

Применение

Применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства листов, труб (преимущественно хлорированный поливинилхлорид), пленок, пленок для натяжных потолков, искусственных кож, поливинилхлоридного волокна, пенополивинилхлорида, линолеума, грязезащитных ковриков, обувных пластикатов, мебельной кромки и т. д. Также применяется для производства грампластинок (то есть виниловых), профилей для изготовления окон и дверей.

Поливинилхлорид также часто используется в одежде и аксессуарах для создания подобного коже материала, отличающегося гладкостью и блеском. Такая одежда широко распространена в альтернативных направлениях моды, среди участников готической субкультуры и сторонников сексуального фетиша.

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.

Моющиеся обои покрываются плёнкой из ПВХ с лицевой стороны, для того, чтобы сделать их непромокаемыми.

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

Широко применяется в рекламе: для оформления витрин магазинов и торговых точек, создания рекламных баннеров и плакатов. Служит сырьём для производства различного рода продукции от грампластинок и плакатов до наклеек. Слоем ПВХ покрыта металлическая сетка восьмиугольника, где проводят соревнования по MMA. Из ПВХ также делают презервативы для людей с аллергией на латекс .

Поливинилхлорид используется в производстве трикотажных рабочих перчаток для нанесения различных рисунков на трикотажную основу. ПВХ-рисунок на перчатке позволяет обеспечить хороший захват при выполнении различных работ, предотвращает процесс скольжения, увеличивает износостойкость продукции.

Поливинилхлорид используется для производства хлорированного поливинилхлорида, обладающего самыми высокими характеристиками огнестойкости и самой высокой температурой воспламенения (482 °С) среди термопластов.

Повторное использование ПВХ

Было перечислено множество преимуществ, принадлежащих искусственному материалу ПВХ. Однако один его яркий минус – это его искусственность, то есть он не может перерабатываться в природе естественным путем, что приводит к загрязнению окружающей среды. Но есть отличное решение этой проблемы.

Переработка отходов поливинилхлорида, позволяет избежать негативного влияния на окружающую среду и вторично использовать эти отходы для производства новой продукции. Процесс переработки производится в несколько этапов: сбор пластика, сортировка, измельчение, прессовка, химическая переработка, затем под воздействием определенной температуры превращается в единую массу второсортного ПВХ. Этот материал используется в производстве упаковок, различных деталей для автомобилей и т.д.

Безопасность для здоровья человека

ПВХ может применятся в различных видах и формах. При этом безопасность человека от контакта с этими материалами не пострадает, так как поливинилхлорид имеет в своей структуре звено, в состав которого входит молекула хлора C2H3Cl. При производстве применяются специализированные присадки, которые осуществляют блокировку летучих веществ и переводящие структуру в инертное состояние.

Разработанные присадки, кроме специализированного назначения, подразделяются на пищевые и технические. Поэтому все, что делают из поливинилхлорида, также имеет свое назначение

Перед применением важно ознакомиться с видом пластика, информация указана непосредственно на изделии. Некоторые из них можно использовать только для хранения при холодных или комнатных температурах, другие – для нагревания до 100 °С

Химические и физические свойства

Рисунок 1. Химические свойства поливинилхлорида

ПВХ как сырье представляет собой бесцветные гранулы. Химически стоек к щелочам, минеральным маслам, большому перечню кислот, спирту и органическим растворителям.

Активно демонстрирует свои физические свойства поливинилхлорид при повышении температуры. До 66 ºС он инертный, после повышения может деформироваться. Плавится при 100-260 ºС. Возгорание происходит:

• при резком увеличении температуры до 1100 градусов;
• при обычном нагревании до 500 градусов.

Плотность материала – 1,34 г/см³. Насыпная плотность – 0,4-0,7 г/см³. Устойчив к УФ-лучам. При нагревании до 150 ºС разрушается, разлагаясь на хлористый водород и СО. Самым опасным является то, как горит поливинилхлорид, поскольку выделяемые при этом диоксины превышают по интенсивности действия синильной кислоты и цианистого калия.

Поверхность листа

Глянцевая. С глянцевой поверхностью производятся различные по химическому составу и степени прозрачности полимерные материалы. Глянцевая поверхность привлекательна и легко поддается очищению.

Антибликовая — поверхность, характерная для прозрачных пластиков. Антибликовый эффект необходим в тех случаях, когда отражение света мешает восприятию изображения или изделия в целом. Достигается этот эффект двумя способами — тонким тиснением поверхности или введением в материал специальных светопоглощающих металлических пигментов на основе железистых соединений. Необходимо учитывать, что материалы с тиснением непригодны для термообработки (полирования пламенем и термоформования) вследствие исчезновения тиснения под воздействием температуры. Для получения формованного изделия с первоначальным качеством поверхности рекомендуются пигментированные материалы.

В настоящее время пользователям предлагаются пластики с односторонним или двусторонним эффектом «антиблик». В зарубежной и отечественной документации этот тип поверхности не редко обозначается «Satin».

Матовой поверхностью чаще всего обладают непрозрачные пластики. Внутри помещений использование таких материалов предпочтительнее по причине риска появления нежелательных бликов.

Текстурированная поверхность позволяет придать пластику декоративные качества. Эти материалы используются для изготовления перегородок, дверного остекления, в выставочном и офисном оформлении. С текстурированной поверхностью наиболее распространены прозрачные пластики. К популярным текстурам можно отнести «колотый лед», «зерно», «каплю» и «призму».

С зеркальной поверхностью чаще всего встречаются такие материалы как ПС и ПММА. Эффект зеркала в большинстве случаев достигается путем нанесения на поверхность пластика металлической фольги, реже путем металлизации. Для придания цвета зеркалу поверхность дублируется цветной прозрачной пленкой. Таким образом, пластики с зеркальной поверхностью являются композиционными материалами*, требующими нестандартного подхода. За редким исключением они неприменимы вне помещений из-за разницы в степени расширения/сжатия каждого из слоев, вызванного температурными колебаниями. Обработка зеркальных пластиков производится только высокоскоростным инструментом, подведенным с зеркальной стороны. Для формования эти материалы практически непригодны.

* — композиционный материал образован объемным сочетанием химически разнородных компонентов с четкой границей раздела между ними.

Получение поливинилхлорида

Как отмечалось ранее, мономерным звеном ПВХ является молекула хлорида этилена. Существует несколько основных методов синтеза ПВХ. Но 80% основного продукта получают способом «полимеризация в суспензии». Протекание этой реакции возможно благодаря тому, что винилхлорид не растворятся в воде.

Как все происходит? Сырье – винилхлорид, под давлением через трубочку диспергируют в реактор, заполненным водой. Получаются микрокапельки плавающие в воде. Затем смесь подогревают до необходимой температуры и вводят суспензию органического пероксида, который является инициатором реакции.

Реакция протекает с выделением тепла и соляной кислоты. Чтобы избежать протекания обратной реакции, которая все «разрушит», в систему вводят специальный стабилизатор. Он покрывает образовавшиеся частички защитной пленкой. Далее отделают частички от жидкости при помощи сита или центрифуги.

Материал ПВХ — характеристика

Данное вещество характеризируется как негорючий термопластичный материал, который хорошо поддается механической обработке на обычных станках и легко сваривается горячим воздухом при температуре 200-300 градусов Цельсия. Кроме этого, он может приклеиваться к различным видам клея (зачастую это средства на основе перхлорвиниловой смолы). Более того, данный материал может быть приклеен к деревянным, бетонным и металлическим изделиям. ПВХ не боится воздействия многих видов кислот, а также алифатических, хлорированных и ароматических углеводородов. Прочность клеевых и сварных соединений составляет порядка 85-90 процентов от прочности самого материала.

Благодаря своей высокой прочности на упругость и изгиб поливинилхлорид широко востребован среди рыбаков, которые кустарным способом изготовляют верхние части спиннингов, а также зимние удочки. Как показывает практика, подобные изделия не теряют своих свойств даже при температуре минус 45 градусов Цельсия.

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

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).

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.

Время разложения мусорных отходов

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

Свойства ПВХ

Основными свойствами поливинилхлорида считаются негорючесть, стойкость к окислению, довольно простое совмещение с другими материалами, в тоже время низкая теплостойкость. Плотность чистого ПВХ составляет 1350-1430 кг/куб.м. При этом насыпная плотность материала составляет 400-700 кг/куб.м. Рассмотрим характеристики полимера подробнее.

Физическо-механические свойства:

— белый порошкообразный материал;

— не обладает запахом и вкусом;

— обладает хорошими диэлектрическими характеристиками;

— высокая водостойкость, стойкость к кислотам, основаниям, маслам, спиртам;

— невысокая стойкость к действию эфиров, ацетонов, хлорированных углеводородов, ароматики;

— хорошо смешивается с пластификаторами, модификаторами и другими химикатами.

Химические характеристики:

— горение не поддерживает;

— в случае сильного нагрева деградирует;

— самовоспламенение происходит при резком нагреве до 1100 градусов С;

— температура стеклования — 70-80 градусов С.

Экологические характеристики:

Чистый поливинилхлорид (смола) практически нетоксичен. В некоторых источниках описаны такие действия на организм, как раздражение слизистых оболочек. ПДК материала в воздухе рабочей зоны равна 6 мг/м3.

Рис.1. Смола ПВХ без добавок

Мелкие частицы ПВХ, взвешенные в воздухе взрывоопасны, а осевшая пыль пожароопасна. При нагревании до температуры выше 150 градусов в воздушной среде поливинилхлорид начинает разлагаться на хлороводород и оксиды углерода (углекислый либо угарный газ).

Особенности различных подвидов ПВХ:

Суспензионный поливинилхлорид обладает узким ММР (молекулярно-массовым распределением), его макромолекулы почти не разветвляются. ПВХ-С обладает более низким водопоглощением, хорошей светостойкостью и термостойкостью, более высокими диэлектрическими характеристиками. По диэлектрическим свойствам ПВХ-С уступает только полипропилену, полистиролу и полиэтилену.

Соответственно эмульсионный ПВХ имеет широкое ММР, больше посторонних примесей. Его диэлектрические свойства несколько слабее, выше водопоглощение и соответственно хуже светостойкость и термостойкость.

По химическим свойствам серьезно отличаются не пластифицированный материал и пластикат. У первого имеется хорошая химическая инертность. Он стоек к бензинам, маслам и смазкам, щелочами и кислотами. Растворяют поливинилхлорид только сильные полярные органические растворители, такие как хлорбензол, дихлорэтан или тетрагидрофуран. ПВХ-пластикат обладает физико-химическими данными значительно худшими.