г. Екатеринбург, ул.Волгоградская, 193, офис 408 (4 этаж)
Пн-Пт: 09:00 - 18:00
Заказать звонок

Поливинилхлорид (ПВХ): как производят популярный пластик и для чего его используют

Поливинилхлорид (ПВХ): как производят популярный пластик и для чего его используют

Пластиковые окна, водопроводные трубы, напольные покрытия, кабельная изоляция – все эти изделия объединяет один материал. Речь идёт о поливинилхлориде, который чаще называют просто ПВХ. Он настолько прочно вошёл в нашу жизнь, что мы редко задумываемся, из чего сделаны привычные вещи. А ведь этот пластик обладает интересными свойствами и, может быть, как твёрдым, так и гибким.

ПВХ считается одним из наиболее востребованных синтетических полимеров. Его популярность объясняется доступной стоимостью, долговечностью и возможностью получать изделия с совершенно разными характеристиками. Разберёмся, как производят этот материал, какие разновидности существуют и где его применяют.


Что такое поливинилхлорид?

Поливинилхлорид ПВХ в виде порошка и готовых изделий

Поливинилхлорид – это термопластичный полимер, который получают из винилхлорида. Его химическая структура представляет собой длинные молекулярные цепочки, состоящие из повторяющихся звеньев.

В чистом виде ПВХ – твёрдый материал, который без специальных добавок отличается сравнительно высокой жёсткостью и ограниченной термической стабильностью. Чтобы придать ему необходимые свойства, производители используют стабилизаторы, пластификаторы, наполнители, красители и другие компоненты.

Именно состав определяет, каким будет готовое изделие. Например, оконный профиль должен сохранять форму и выдерживать механические нагрузки, а кабельная оболочка – легко изгибаться, не растрескиваясь.

Интересно, что существенную часть массы поливинилхлорида составляет хлор, получаемый из обычной поваренной соли в процессе химического производства. Остальная часть структуры связана с углеводородным сырьём.

Как изготавливают ПВХ?

Производство поливинилхлорида – многоэтапный химический процесс. Он требует специального оборудования и строгого контроля технологических условий.

Получение винилхлорида

Основным сырьём для изготовления ПВХ служит винилхлорид – газообразное органическое соединение.

В промышленности его обычно получают из этилена и хлора через промежуточное соединение – дихлорэтан. При термическом разложении дихлорэтана образуется винилхлорид, который затем очищают от примесей.

Это важный этап, поскольку качество исходного мономера напрямую влияет на характеристики будущего полимера.

Полимеризация

Промышленное производство ПВХ методом полимеризации винилхлорида

Далее винилхлорид направляют в специальные реакторы, где происходит полимеризация. В ходе химической реакции небольшие молекулы мономера соединяются в длинные полимерные цепочки.

Существует несколько способов получения ПВХ:

  • Суспензионная полимеризация. Наиболее распространённая технология. Винилхлорид распределяют в воде в виде мелких капель, внутри которых образуются частицы полимера.
  • Эмульсионная полимеризация. Позволяет получать мелкодисперсные полимерные материалы, востребованные при производстве паст и специальных покрытий.
  • Массовая полимеризация. Проводится без использования воды в качестве дисперсионной среды и позволяет получать полимер с определёнными характеристиками.

После завершения реакции удаляют остаточный винилхлорид, а полученный полимер отделяют от технологической среды и высушивают.

Подготовка полимерной смеси

Полученный ПВХ обычно представляет собой белый порошок. Однако непосредственно из него изготавливают далеко не все изделия.

Сначала полимер смешивают с необходимыми добавками. Стабилизаторы помогают защитить материал от разрушения при нагревании, пластификаторы делают его гибким, а красители придают нужный оттенок.

После подготовки композицию перерабатывают в готовую продукцию.

Основные виды поливинилхлорида

В зависимости от состава ПВХ может обладать совершенно разными свойствами.

Жёсткий ПВХ (НПВХ). Практически не содержит пластификаторов. Отличается высокой жёсткостью, устойчивостью к влаге и хорошей способностью сохранять форму. Используется для производства оконных профилей, труб, панелей и строительных элементов.

Пластифицированный ПВХ. Содержит специальные добавки, которые делают материал более мягким и эластичным. Из него изготавливают кабельную изоляцию, гибкие шланги, плёнки и различные покрытия.

ПВХ-пластизоли. Представляют собой дисперсии мелких частиц полимера в пластификаторе. При нагревании образуют сплошной материал. Такие составы применяют для изготовления защитных покрытий, искусственной кожи и некоторых технических изделий.

Какими свойствами обладает ПВХ?

Жёсткие и гибкие изделия из поливинилхлорида ПВХ

Одно из основных достоинств поливинилхлорида – хорошее сочетание прочности и технологичности.

Материал практически не впитывает воду, поэтому широко используется во влажной среде. Жёсткий ПВХ обладает достаточной механической прочностью и подходит для изготовления долговечных конструкций.

Кроме того, поливинилхлорид устойчив ко многим кислотам, щелочам и солевым растворам. Однако контакт с некоторыми органическими растворителями может приводить к его повреждению.

Ещё одна особенность – сравнительно высокая стойкость к воспламенению. Благодаря наличию хлора многие ПВХ-композиции обладают способностью к самозатуханию после удаления источника огня. При этом материал остаётся горючим при определённых условиях, а при пожаре могут выделяться опасные продукты разложения.

К недостаткам относится чувствительность к перегреву. Без стабилизирующих добавок ПВХ способен разрушаться при температурах, используемых во время переработки.

Где применяется поливинилхлорид?

Вторичная переработка изделий и отходов из ПВХ

Сферы использования ПВХ действительно разнообразны.

  • Строительство. Оконные и дверные профили, стеновые панели, сайдинг, водосточные системы, трубы и фитинги.
  • Электротехника. Изоляция проводов, защитные оболочки кабелей и отдельные электроизоляционные элементы.
  • Медицина. Специальные медицинские композиции применяются для производства трубок, контейнеров, систем переливания и других изделий.
  • Автомобильная промышленность. Облицовочные материалы, уплотнения, защитные покрытия и элементы внутренней отделки.
  • Производство напольных покрытий. Линолеум из ПВХ, виниловая плитка и многослойные покрытия.
  • Упаковка. Плёнки, блистеры, прозрачные коробки и другая продукция.

Выбор конкретной разновидности зависит от условий эксплуатации, требований безопасности и предполагаемых нагрузок.

Можно ли перерабатывать ПВХ?

Поливинилхлорид относится к термопластам, поэтому многие изделия из него пригодны для вторичной переработки.

Обычно отходы сначала сортируют, очищают и измельчают. Затем подготовленный материал перерабатывают с помощью специального оборудования, получая вторичное сырьё для производства новых изделий.

Например, отходы оконных профилей могут использоваться при изготовлении многослойных профилей и некоторых строительных компонентов.

Однако переработка ПВХ требует внимательного подхода. Различные изделия могут содержать пластификаторы, стабилизаторы и другие добавки, которые необходимо учитывать при повторном использовании.

Перспективы использования ПВХ

Несмотря на появление новых полимеров, поливинилхлорид продолжает занимать важное место в промышленности. Производители совершенствуют составы, разрабатывают более эффективные стабилизаторы и ищут способы увеличения срока службы изделий.

Особое внимание уделяется переработке строительных отходов, улучшению экологических характеристик продукции и снижению потерь сырья при производстве.

ПВХ остаётся востребованным благодаря сочетанию доступности, прочности и универсальности. А возможность изменять его свойства с помощью различных добавок позволяет применять материал практически во всех сферах – от бытовых товаров до сложных технических конструкций.