2. Поливинилхлорид (полихлорвинил, пвх)

ПВХ - твердый полупрозрачный материал. ПВХ без пластификатора, имеющий название «винипласт», получают в результате полимеризации винилхлорида (ВХ) водно-эмульсионным или суспензионным методом. В качестве инициатора используют перекиси .водорода, бензоила, ацетила, гидроперекись кумола, персульфат калия или аммония и т.д. В качестве эмульгатора применяют желатин, поливиниловый спирт, натриевые мыла и т.д. Поливинилхлоридные пластики - сложные многокомпонентные системы с весьма разнообразными видами взаимодействия между ингредиентами.

Для повышения стойкости ПВХ к тепловому и световому старению в его состав вводят стабилизаторы - соединения свинца, цинка, кадмия, оловоорганические соединения, амины и др. Для придания эластичности в композиции ПВХ добавляют различные пластификаторы, из которых наиболее известны эфиры фталевой и фосфорной кислоты.

Из ПВХ изготавливают пленки, полужесткую и жесткую тару для пищевых продуктов.

2.1. Свойства полимера

Поливинилхлорид (ПВХ) – [-СН₂-СН-]_n – полимер преимущественно линейного

Cl

строения (примерно одно разветвление на 50-100 мономерных звеньев) по внешнему виду представляет собой белый (или слегка желтоватый) термопластичный порошок аморфного строения без запаха и вкуса.

При нормальной температуре ПВХ безвреден. При нагревании выше 140 °С полимер темнеет в результате разложения с выделением хлористого водорода, являющегося инициатором дальнейшей деструкции полимера. Основными продуктами деструкции являются: хлористый водород, хлорорганические соединения, окись углерода, двуокись углерода, бензальдегид, формальдегид.

Средний молекулярный вес полимера в зависимости от условий полимеризации колеблется от 30000-150000. Низкомолекулярные полимеры со степенью полимеризации 300-500 легкорастворимы в ацетоне и других кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводородах и некоторых других веществах.

ПВХ обладает стойкостью к действию щелочей, разбавленных кислот, спирта и др.

Как известно, ПВХ обычно перерабатывается при температурах 140-200 °С, при которых он термически разлагается с выделением хлористого водорода и др. химических веществ.

Исходным сырьём для производства ПВХ является хлористый винил/винилхлорид/ СН₂ = СН Сl – газ без цвета и запаха с температурой кипения 14 °С. Хорошо растворим в хлороформе, дихлорэтане, этиловом спирте, эфире, ацетоне и плохо растворим в воде – 0,11 % при 25 °С.

Важное значение на свойства ПВХ оказывает способ полимеризации мономера.

Поливинилхлорид /ПВХ/ получают методом радикальной полимеризации винилхлорида /хлористого винила/ в массе, эмульсии, суспензии или растворе. В промышленности наибольшее распространение получили методы суспензионной и эмульсионной полимеризации. Инициирование процесса полимеризации осуществляется свободными радикалами, образующимися при термическом распаде перекисей или азосоединений.

ПВХ, полученный путём полимеризации винилхлорида в массе или суспензии, имеет более узкое молекулярно-массовое распределение, легче поддаётся очистке от различных низкомолекулярных примесей, обладает более высокой водо- и термостойкостью, улучшенной светостойкостью.

Условия полимеризации винилхлорида /температура, давление/, подбор инициаторов и диспергириующих систем, их количество, концентрация, степень чистоты мономера в значительной степени определяют скорость полимеризации и свойства будущего полимера, длину и строение цепей, их молекулярномассовое распределение, степень упорядоченности макромолекул, что, в свою очередь, отражается на поведении полимера при последующей переработке и свойствах изделий из него.

Сферы применения ПВХ зависят от способа его полимеризации и средней молекулярной массы.

ПВХ-материалы представляют собой многокомпонентные композиции, в состав которых на 100 мас. частей ПВХ вводят пластификаторы или смесь пластификаторов /от 1-2 до 80 мас. частей/, стабилизаторы или смесь красителей – до 3-5 мас. частей, порофоры – до 4 мас. частей, оптические отбеливатели – от 0,01-0,08 %, антистатические агенты – от 0,5-2 %, антипирены /для понижения огнеопасности/ - от 2-5 %, дезодоранты /отдушки/ - до 0,5 %, отпугивающие средства /против грызунов – трубы, кабели и пр./ - до 1 % /чаще всего это антибиотики и срок их действия – до 10 лет/.

В качестве основного связующего в производстве ПВХ-материалов используют поливинилхлорид.