Эластичный ПВХ(пластикат)

Жесткий ПВХ(винипласт)

Винипласт обладает высокой химической стойкостью к действию кислот, щелочей, бензина, масел, спиртов. Он является антикоррозионным материалом в интервале температур от 0 до 60°С, имеет хорошие диэлектрические свойства, легко подвергается различной механической обработке (формованию, сварке). Недостатки винипласта — низкие термостабилыюсть и морозостойкость. При длительной эксплуатации (особенно при изменении температуры) происходит ухудшение механических свойств винипласта. Для их улучшения ПВХ совмещают с каучукамп, хлорированными полиолефинами, ABC-сополимерами и др. Ударная вязкость таких материалов повышается в 10 раз.

На основе ПВХ с введением пластификаторов изготавливают также эластичный ПВХ (пластикат).

Винипласт используют для изготовления различных аппаратов, соединительных муфт, клапанов, труб и фасонных частей к ним, вентилей, корпусов смотровых фонарей, вентиляционных воздуховодов, вентиляторов, теплообменной аппаратуры, деталей химической аппаратуры, лабораторных приборов и других изделий.

Пленочный винипласт применяют для упаковки лекарств и пищевых продуктов, для изготовления обложек книг и папок; длительное время он использовался для изготовления долгоиграющих небьющихся грампластинок, для электротехнических целей.

Производство эластичного поливинилхлорида

Эластичный ПВХ (пленки из пего называют пластикатом) получают па основе порошкообразного ПВХ и пластификаторов. В зависимости от назначения композиции содержат различное количество пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей, красителей. В промышленности пластикат выпускается в виде пленки (пленочный пластикат) и в виде ленты, трубок или шлангов (кабельный пластикат).

Пленочный пластикат получают экструзией, каландрованием и реже вальцеванием. Технологический процесс производства пленочного пластиката методом экструзии состоит из следующих стадий: смешение компонентов, экструзия массы, калаидрование пленки, намотка и упаковка пленки (рис. 9.2).

ПВХ из хранилища 1 пневмотранспортом подают в бункер-циклон 2, а оттуда на вибросито 3 и в двухшнековый экструдер 4.

Стеарат кальция из бункера пневмотранспортом направляется в бункер-циклон 5, расположенный над загрузочным бункером экструдера 4. Сюда же из весового мерника 6 самотеком поступает пластификатор.

Смешение компонентов, пластикация и гомогенизация массы происходят в экструдере 4 при 145-155°С, откуда смесь через щелевую головку выдавливается в виде бесконечной пленки и транспортером непрерывно подается в зазор между валками четырехвалкового каландра 7. Температуру каждого валка каландра регулируют подачей пара в пределах 140-170°С. В процессе каландрования происходит ориентация макромолекул в направлении движения валков и окончательная калибровка пленки. После намотки на станке 8 рулоны пленки толщиной 0,12-2,0 мм транспортером подают па упаковку.

Эластичный ПВХ(пластикат)

Свойства ПВХ можно изменять в широких пределах путем введения пластификаторов, различных добавок, а также в результате химической модификации. ПВХ совмещается с рядом полимерных пластификаторов: насыщенными полиэфирными смолами, акрилонитрильлыми каучуками, эпоксидными и фенолоформальдегидны-ми смолами. Продукты совмещения ПВХ с фенолоформальдегидными новолачиыми смолами носят название фенолятов.

Рис. 9.2.Схема производства пленочного пластиката: 1 — хранилище ПВХ; 2,5 — бункеры-циклоны; 3 — вибросито; 4 — экструдер; 6 — весовой мерник; 7 — каландр; 8 —намоточный станок

Особо важное значение для переработки и применения ПВХ имеет совместимость его с. пизкомолекулярными пластификаторами, которые придают материалу гибкость, снижают хрупкость при низких температурах, облегчают условия переработки и увеличивают срок службы изделий.

По совместимости с ПВХ пластификаторы делятся на три группы. Пластификаторы первой группы («истинные пластификаторы») включают вещества, практически неограниченно совмещающиеся с полимером: диоктилфталат, ди(2-этилгексил-)фталат, дибутилфталат, диизооктплфталат, дикаприлфталат, динонилфталат, тритолилфосфат, триксилилфосфат. Пластификаторы второй группы хуже совмещаются с ПВХ, по они придают ему некоторые специальные свойства, в частности стойкость к воздействию низких температур, и обычно применяются в сочетании с пластификаторами первой группы. К ним относятся следующие пластификаторы: полипроииленадипинат, полипропилеисебацинат, дибутиладипинат, дибутилсебаци-иат, диизобутилсебашшат, диизооктилсебацинат, триоктилфосфат. Пластификаторы третьей группы — «модификаторы» (хлорированные воски и высококипящие

ароматические фракции нефти) не совмещаются с ПВХ. Они вводятся в полимер лишь в присутствии истинных пластификаторов.

Надежность пластификатора в значительной степени определяется его способностью длительное время удерживаться в полимере. Он может выделяться в результате испарения, миграции, экстрагирования растворителями и так называемого выпотевания, когда количество введенного пластификатора превышает предел совместимости. Высшие фталаты и фосфаты в сочетании с большинством пластификаторов второй группы достаточно устойчивы. Наименее летучи полимерные пластификаторы, которые одновременно и менее подвержены миграции (т. е. выделению из пластиката при контакте с другими полимерными материалами).

Пластифицированный ПВХ имеет высокие электроизоляционные свойства, обладает атмосферостойкостью, влагонепроницаемостыо, бензо- и маслостойкостыо, негорючестью и хорошей эластичностью. Физико-механические и диэлектрические свойства пластиката можно изменять в широких пределах в зависимости от содержания пластификаторов и наполнителей, а также от молекулярной массы исходного полимера. Большое влияние на свойства пленок оказывает температура: с понижением температуры они становятся жесткими и хрупкими.

Пластикат используют во многих отраслях промышленности в качестве упаковочного материала, при изготовлении обуви, плащей, клеенки, манжетов-прокладок, для защиты от коррозии металлических и бетонных емкостей, различного инструмента, для изоляции проводов. Пленочный пластикат применяют также для изготовления средств индивидуальной защиты при работе с радиоактивными веществами. Водостойкий листовой пластикат используют для гидроизоляции строительных сооружений. Кабельный пластикат служит для непосредственной изоляции проводов и кабелей и в виде защитных оболочек уже изолированного кабеля. Трубки применяются для транспортировки воды, масел, воздуха, газов при температурах от -10 до 60 °С, а также для изоляции проводов.

Пластифицированный ПВХ также используется для изготовления искусственной кожи (обивочной, обувной, одежной и др.), которую получают путем нанесения паст на хлопчатобумажные ткани с помощью специальных машин (шпрединг-машин). Пасты готовят смешением 100 масс.ч. эмульсионного ПВХ, 50 масс.ч. пластификатора и пигментов. В качестве пластификаторов применяют дибутилфталат, смеси ди-бутилфталата с дибутиладипинатом и др.

В смеситель с Z-образной мешалкой загружают пластификатор, пигмент, просеянный на сите и тщательно растертый в краскотерке, и ПВХ. Массу перемешивают 40-60 мин при 40-50°С и дважды пропускают через вертикальную трехвалковую краскотерку для получения однородной вязкой пасты. Ткань подают на шпрединг-машину, где она разглаживается и на нее наносится слой пасты толщиной 0,35-0,60 мм. После этого ткань поступает в термокамеру шпрединг-машнны, имеющую три зоны обогрева.

По выходе из термокамеры на горячий слой ПВХ наносят рисунок путем тиснения гладким прижимным и гравированным валками. Готовый материал на намоточной машине сматывается в рулоны по 50-55 м. Такой материал устойчив к температурным воздействиям в пределах от -35 до 70°С, к действию воды, керосина, бензина и масла. Поверхностная плотность искусственной кожи составляет 400-1000 г/м², а прочность при растяжении полоски размером 20 х 100 мм составляет 1-3,6 МПа. Применяется искусственная кожа в качестве обивочного материала (сиденья в автобусах, автомобилях, троллейбусах, электропоездах и др.), для изготовления галантерейных товаров (чемоданов, портфелей, сумок), обуви и других изделий.

Поливинилхлоридные пасты используются в производстве полых изделий (игрушек, мячей) и некоторых типов пенопластов.

Пластифицированпый ПВХ, содержащий наполнители и красители, широко применяется для изготовления линолеума, плитки, профильных изделий. Линолеум — листовой материал шириной 1000-2000 мм и толщиной 1,2-5 мм. Он может быть разрезан па плитки различных размеров или сварен в ковры. Его делают одно- и многоцветным, с гладкой, рифленой или тисненой лицевой поверхностью. По структуре линолеум изготовляют как без подосновы, так и на подоснове (на тканевой, войлочной основе).

Пенополивинилхлорид

Беспрессовым методом массу, состоящую из эмульсионного ПВХ, пластификаторов (дибутилфталата и эфира метакриловой кислоты, способного полимеризоваться при нагревании) и инициатора, насыщают под давлением диоксидом углерода и выливают на конвейер. Нагреванием до 160-17°С (с помощью токов высокой частоты и конвекционным теплом) массу вспенивают, охлаждают и нарезают блоки.

Плиточный пенопласт выпускают в виде плит от белого до желтого цвета. Пенополивинилхлорид негорюч, имеет небольшую теплопроводность, незначительно изменяющуюся во влажной атмосфере, низкую кажущуюся плотность, хорошие звукоизоляционные свойства. Плиты можно эксплуатировать при температурах от -70 до 70°С. Они устойчивы к действию воды, масел, кислот, щелочей, а также плесени.

Пепополивнпилхлорид используют в качестве тепло- и звукоизоляционного материала в строительной технике, судо- и авиастроении, машиностроении, вагоностроении. Он применяется также как легкий заполнитель армированных конструкций при изготовлении плавучих средств и амортизационных устройств, в обувной промышленности.

Хлорированный ПВХ

Хлорированный ПВХ (ХПВХ) является более теплостойким полимером, чем ПВХ; получают его хлорированием полимера газообразным хлором в хлорированных углеводородах при 100-115 °С. Выделяют хлорированный ПВХ смешением теплого раствора с водой при 90 °С. Он носит также название перхлорвинил, содержит 60-68 % С1 (ПВХ— 56,8 % С1); по внешнему виду — это мелкий порошок белого пли бледно-желтого цвета, хорошо растворимый в кетонах, сложных эфирах, хлорированных в ароматических углеводородах. Его строение может быть представлено формулой:

[- СН₂ - СНС1 - СНС1 - СНС1 - СН₂ - СНС1 -]_n

Перхлорвинил обладает высокой химической стойкостью к хромовой смеси, царской водке, фосфорной кислоте, растворам гипохлорита и перманганата калия, аммиака, едких щелочей до 50 °С, серной и соляной кислот до 50°С и другим агрессивным средам. Теплостойкость перхлорвинила невысока. Уже при 100-105 °С он размягчается, поэтому эксплуатационным пределом считают температуру 85°С. Разрушающее напряжение при растяжении достигает 65-75 МПа, а относительное удлинение при разрыве 4-5 %.

Перхлорвинил применяется для изготовления лаков и эмалей для антикоррозионной защиты машин, аппаратов, металлических конструкций, морских и речных судов, сельскохозяйственных машин, вагонов; труб для транспортировки жидких отходов производств, для систем водоочистки и канализации; волокна «хлорин», применяемого для получения фильтровальных тканей, транспортерных лепт, спецодежды, лечебного белья; в электротехнической промышленности и др.

Сополимеры ПВХ

В целях модификации некоторых свойств ПВХ (растворимости, термостабильности, адгезии, текучести и др.) проводится его сополимеризация с различными непредельными соединениями. Наиболее широко применяются сополимеры ВХ с вн-нилиденхлоридом (ВДХ) и винилацетатом (ВА)

Сополимеры ВХс ВДХполучают эмульсионным методом. Свойства сополимеров, в частности растворимость, разрушающее напряжение при растяжении, удлинение, зависят от состава. Наибольшее значение приобрели сополимеры, содержащие 40 и 85 % ВДХ. Они обладают высокой прочностью, малой горючестью, химической стойкостью к кислотам и многим растворителям (спиртам, бензину, четыреххлористому углероду, скипидару, маслам и эфирам), а также к действию озона и солнечных лучей. По свойствам они близки ПВХ, но имеют меньшую температуру размягчения и легче перерабатываются в изделия. Сополимеры имеют молекулярную массу от 20 000 до 100 000 и обладают плотностью 1400-1500 (до 40 % ВДХ) и 1600-1800 кг/м³ (до 85 % ВДХ). Латексы применяют для пропитки тканей, ковровых изделий, изготовления лаков,красок и эмалей, пригодных для внутренней окраски кают, покрытия аккумуляторов, шахтерских ламп, оборудования и наружных металлических конструкций на химических заводах.

Из сополимеров, содержащих 85 % ВДХ, изготовляют трубы, патрубки, тройники, вентили, корпуса электрических батарей и аккумуляторов. Их применяют в производстве медицинских инструментов и деталей текстильных машин, для изготовления методом экструзии пленок для упаковки химических товаров и пищевых продуктов. Пленки обладают разрушающим напряжением при растяжении 50-100 МПа и относительным удлинением при разрыве 30-40 %

Сополимеры ВХ с ВАобычно содержат 2-20 % ВА. Получают сополимеры в эмульсии, суспензии или в растворителе при температурах 45-70°С по технологии, аналогичной производству ПВХ. Они обладают высокой прочностью, эластичностью, водостойкостью и хорошими диэлектрическими свойствами:

Химическая стойкость у сополимеров ВХ с ВА (особенно стойкость к концентрированным кислотам и щелочам) ниже, чем у ПВХ.

Сополимеры ВХ с ВА легче перерабатываются в изделия, чем ПВХ, так как ВА выступает в качестве внутреннего пластификатора. В зависимости от содержания ВА сополимеры разделяют на четыре группы. Первая группа сополимеров (2-6 % ВА) по свойствам близка ПВХ и легче перерабатывается в изделия, если введен пластификатор. Сополимеры используются для получения прозрачных листов и пленок, электро-изоляцни, искусственной кожи. Вторая группа сополимеров (9-12 % В А) перерабатывается в твердые и прозрачные изделия без введения пластификатора. Из них изготовляют трубы, листы и пленки для упаковки пищевых продуктов. Сополимеры третьей группы (12-16% ВА) наиболее распространены, так как хорошо перерабатываются в изделия, легко растворяются и совмещаются с другими полимерами. В течение длительного времени их главным назначением было изготовление грампластинок. В наполненном виде они применяются для изготовления плиток для полов, красок и эмалей. Четвертая группа сополимеров (20 % ВА и выше) находит ограниченное применение, в основном для производства клеев и покрытий в сочетании с другими полимерами (эфирами целлюлозы, фенолоформальдегидными и другими смолами).

Сополимеры вииилхлорида с метилакрилатом (хловинит) и метилметакрилатом (винипроз).Хловинит и винипроз получают в эмульсии. Хловинит, содержащий до 20 % М А, применяется для изготовления листовых материалов, шлангов для электроизоляции кабеля, прокладочных жгутов. Винипроз, содержащий до 50 % ММА, используется в производстве матированных и прозрачных листов. Первые предназначаются для снятия копий с планов и изготовления чертежей, а вторые — для защиты фотосхем, светокопировальных работ, в картографии.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: