2.2. Получение полимерных материалов на основе пвх

По химической классификации ПВХ-материалы делят на модифицированные и немодифицированные.

Модифицированные ПВХ-материалы в зависимости от содержания пластификатора подразделяют на жесткие – до 5% мас. частей, полужесткие - до 12-20 % и мягкие - более 20 %.

Пластификаторы применяются для пластификации полимера с целью повышения деформируемости полимерного материала при воздействии механических усилий в трех физических соединениях - стеклообразном, высокоэластичном и вязкотекучем. Это приводит к расширению температурной области стеклообразного состояния полимера /морозостойкость материала повышается/, увеличению его эластичности, снижению температуры /расплав полимера перерабатывается при более низкой температуре/. Введение пластификатора в полимер приводит к снижению прочности и увеличению относительного растяжения полимера.

Пластификаторы при переработке ПBX обычно не вступают с ним в химическую связь и сохраняются в полимере на всё время его существования.

Основное назначение пластификатора в полимерном материале – это блокирование полярных групп полимера, вызывающее понижение как межмолекулярных, так и внутримолекулярных взаимодействий.

Для стабилизации ПВХ используют стабилизаторы на основе свинца, бария-кадмия, оловоорганических соединений и др.

Такие стабилизаторы, как стеараты кальция, магния и натрия, цинка нетоксичны и могут широко применяться для изготовления изделий, контактирующих с пищевыми продуктами. Однако стабилизирующее действие их для ПВХ незначительно. В связи с этим для стабилизации ПВХ-материалов применяют и другие стабилизаторы, обладающие значительной токсичностью (на основе свинца, кадмия, олова).

Одним из недостатков применяемых стабилизаторов является образование ими хлористых солей металлов, которые в той или иной степени растворяются в воде и при экстрагировании придают ей токсические свойства.

Несмотря на энергичные поиски нетоксичных стабилизаторов, соединения свинца до настоящего времени остаются наиболее распространенными из них.

Свинецсодержащие соединения относятся к числу эффективных и наиболее дешевых акцепторов НСl. Благодаря способности образовывать нерастворимые хлористые соли, они находят широкое применение в производстве ПВХ-материалов. Эти стабилизаторы используют при переработке непластифицированного ПВХ методами экструзии и литья под давлением. В присутствии свинцовых стабилизаторов значительно увеличивается время термостабильности.

Стабилизаторы влияют не только на термическую стабильность ПВХ, но и на скорость плавления, а также на некоторые другие физические свойства композициия.

Как отмечалось выше, помимо свинцовых, для стабилизации ПВХ используют оловоорганические и барий-кадмиевые стабилизаторы. В некоторых европейских странах соединения диоктилолова разрешены в определенных количествах в качестве добавок к пластмассам, контактирующим с водой и продуктами питания. Соединения бария обычно применяют в синергических смесях вместе с соединениями кадмия. Однако из-за высокой токсичности их применение ограничено.

Оловоорганические стабилизаторы (ООС). Соединения олова являются высокоэффективными стабилизаторами ().

Эти соединения применяются для стабилизации ПВХ-композиций в тех случаях, когда требуется высокая прозрачность изделий в сочетании с высокой термостойкостью.

Химическое строение ООС определяет их эффективность и токсичность. Наиболее эффективными являются диалкилпроизводные олова. Оловоорганические стабилизаторы, не содержащие серу, недостаточно эффективны как термостабилизаторы и обычно сочетаются с серосодержащими ООС.

К оловоорганическим стабилизаторам, содержащим серу, относится большая группа диалкилоловодмеркаптидов.

Октильные производные серосодержащих ООС в определённых концентрациях используются для производства материалов, предназначенных для упаковки пищевых продуктов, а также для медицинских целей.

Стабилизаторы влияют не только на термическую стабильность ПВХ, но и на скорость плавления изделий.

В качестве наполнителей для ПВХ-композиций, в основном, применяют: тальк, барий, сернокислый кальций, каолин, глину, асбест. Наполнители позволяют понизить физико-химические свойства. Являясь структурообразователем, наполнитель повышает упругость, истираемость, водопоглощение, улучшает внешний вид, цвет поливинилхлоридных материалов.