Производство поливинилхлорида

Первые известные описания поливинилхлорида (ПВХ) датируются началом 20-го века. Французский химик предложил способ получения ПВХ путем полимеризации винилхлорида в присутствии перекиси водорода. Однако на тот момент для производства поливинилхлорида (ПВХ) сырье было слишком дорогим, а технология неэффективной, поэтому его промышленное использование было ограничено.

В середине 1920-х годов производство ПВХ было усовершенствовано и его начали изготавливать в промышленных масштабах. Один из известных методов получения поливинилхлорида — это метод суспензионной полимеризации. Его разработали в Германии в 1930-х годах. Он позволил получать ПВХ в больших количествах, снизил стоимость производства.

После Второй мировой войны материал получил широкое применение. Причина популярности заключалась в его свойствах - прочности, стойкости к воде и химическим веществам, долговечности, термостойкости. Сейчас это самый распространенный полимер в мире. Он используется в разных областях: автомобильной промышленности, строительстве, медицине, производстве упаковок и многих других товаров.

Что такое поливинилхлорид

Это полимерный материал, который получают из хлористого винила. Формула поливинилхлорида - (C2H3Cl)n, где "n" - обозначает переменную длину полимерной цепи, которая может меняться. Все зависит от условий производства.

У ПВХ высокая степень химической стойкости, устойчивости к погодным воздействиям, огнестойкости. Это делает его привлекательным материалом для использования во многих производственных процессах. Он прочный и легко обрабатывается.

Однако некоторые типы поливинилхлорида небезопасны для здоровья и окружающей среды при сжигании, а также при попадании в воду или почву. Поэтому в зависимости от способа использования и вида ПВХ, необходимо соблюдение мер предосторожности, в том числе в части утилизации.

Преимущества поливинилхлорида

ПВХ обладает несколькими плюсами:

• устойчивостью к воде, маслам, кислотам, щелочам;
• прочностью, длительным сроком службы;
• невосприимчивостью к коррозии, гниению;
• легкостью в обработке, установке;
• малым весом;
• возможностью переработки, повторного применения;
• широким диапазоном температурной устойчивости.

Способы получения поливинилхлорида

Есть несколько методов получения материала. Распространенные – суспензионный, эмульсионный. Еще материал можно получить методом полимеризации в массе.

Суспензионный способ

Это распространенный способ производства поливинилхлорида. Процесс изготовления начинается с получения водной суспензии, которая содержит мономер винилхлорид. Затем в реактор добавляются ингибиторы, регуляторы. После этого начинается полимеризация.

Во время полимеризации мономер винилхлорид превращается в полимер ПВХ в форме мелких капелек, которые остаются в суспензии. В процессе полимеризации также выделяется тепло, которое отводится, чтобы предотвратить повышение температуры в реакторе. Завершив процесс полимеризации, производится очистка и сушка полученного полимера. Готовый продукт подходит для производства разных изделий.

У суспензионного способа есть несколько преимуществ. Это высокая производительность, возможность получения ПВХ с разными свойствами, применение в разных отраслях промышленности. Однако процесс может потребовать значительных трат на энергию и оборудование, а также создавать проблемы в части утилизации отходов, загрязнения окружающей среды.

Эмульсионный способ

Эмульсионный — один из способов производства, при котором используется водная эмульсия мономеров винилхлорида и воды. Производство начинается с образования эмульсии из мономера винилхлорида и воды. Происходит при воздействии на смесь веществ эмульгатора. Затем следует полимеризация, при которой мономеры превращаются в полимер ПВХ в виде мелких частиц, находящихся в эмульсии.

В процессе полимеризации образуются высокомолекулярные цепи ПВХ, которые связываются друг с другом и формируют большие частицы полимера в эмульсии. Эти частицы затем выделяются из эмульсии, очищаются и сушатся.

У эмульсионного способа следующие плюсы:

• низкая цена на сырье;
• высокий выход полимера;
• возможность производства продуктов с разными свойствами.

Однако у процесса есть и минусы:

• высокая вязкость эмульсии;
• проблемы с управлением реакцией полимеризации;
• более высокая стоимость очистки и утилизации отходов.

Полимеризация в массе

Полимеризация в массе — это еще один способ получения поливинилхлорида, который основан на термической полимеризации мономеров винилхлорида в условиях повышенной температуры и давления. Процесс начинается с нагревания мономера винилхлорида до температуры, при которой он переходит в жидкое состояние. Затем к мономеру добавляются катализаторы и другие добавки, необходимые для полимеризации.

При полимеризации мономер винилхлорид полимеризуется в массе, состоящей из полимера и неполимеризованного мономера. В процессе полимеризации масса непрерывно перемешивается, чтобы обеспечить равномерное распределение тепла и катализаторов, а также предотвратить образование примесей.

Затем, когда процесс полимеризации завершен, полимер в массе охлаждается и извлекается из реактора. После этого полимер подвергается очистке и сушке, чтобы удалить остаточный мономер, другие примеси.

У полимеризации в массе есть плюсы. Это возможность производства поливинилхлорида высокого качества с хорошими механическими свойствами и широкой областью применения. Однако у процесса есть и минусы:

• высокая стоимость оборудования;
• более сложный процесс контроля качества;
• риски возгорания или взрыва при обработке (при высоких температурах, давлении).

Область применения поливинилхлорида

Поливинилхлорид (ПВХ) используется в разных областях. Это строительство, транспорт, медицина, производство упаковок и мн. др. Из него изготавливают: 

• оконные и дверные профили;
• трубы;
• облицовочные панели;
• напольные покрытия;
• изоляционные материалы;
• автомобильные детали;
• медицинские изделия;
• кабели;
• упаковки для продуктов питания и мн. др

Транспортные средства

Поливинилхлорид - прочный, легкий и долговечный материал, который может выдерживать экстремальные условия - высокие температуры и влажность. Это делает его идеальным для использования в автомобилях, авиации и др.

Некоторые из примеров применения ПВХ в ТС:

• Внутренняя обивка и покрытие. Используется для изготовления сидений, пола, других элементов внутренней отделки транспортных средств.
• Обшивка салона. Применяется для обшивки салона автомобилей, поскольку этот материал легко чистится, устойчив к истиранию.
• Экстерьерные отделочные работы. Используется для изготовления решеток радиатора, накладок и других экстерьерных элементов транспортных средств. Выдерживает воздействие ультрафиолетовых лучей, не блекнет, не разрушается.
• Шланги и трубы. Применяется для производства шлангов и труб в системах охлаждения, кондиционирования воздуха, другого оборудования ТС.
• Различные аксессуары. Используется для производства рулонных шторок, карманов для карт, других аксессуаров в автомобилях.
• Другие сферы. Нередко применяется в производстве лодок, яхт, самолетов, поездов и других ТС, где необходимы легкие, прочные, долговечные материалы.

ПВХ-материалы легко формуются и обрабатываются, что позволяет создавать детали сложной формы с небольшими затратами на производство. Обладают высокой устойчивостью к воздействию воды и многих химических веществ.

Медицина

Поливинилхлорид используется в медицинской отрасли благодаря прочности, гибкости, устойчивости к химическим веществам. Некоторые из областей применения в медицине:

• Изготовление медицинского оборудования. Применяется для производства различных медицинских изделий (трубки для инфузий, катетеры, маски для анестезии, перчатки, другое оборудование).
• Упаковочные материалы. Используется для изготовления упаковочных материалов (пакеты, контейнеры и пузырчатая пленка), с помощью которых упаковываются медицинские препараты, инструменты.
• Медицинская мебель. Применяется для изготовления медицинской мебели (кушетки, кресла, столы и другое оборудование), используемой в медучреждениях.
• Медицинские материалы. Используется при производстве разных медицинских материалов (перевязочные материалы, жгуты и другие инструменты), предназначенных для хирургии, различных процедур.
• Кровоостанавливающие средства. Применяется для изготовления кровоостанавливающих средств, необходимых для контроля кровотечения.

Еще ПВХ используется в стоматологии, включая производство зубных протезов, стоматологических инструментов, другого оборудования. Однако эксперты отмечают, что он может выделять вредные вещества, поэтому в будущем возможны ограничения на применение в медицине.

Строительство

Поливинилхлорид - распространенный полимер, используемый в строительной отрасли. Некоторые из областей применения:

• Окна и двери. Используется для изготовления оконных и дверных профилей, из-за прочности, устойчивости к влаге, солнечным лучам.
• Кровля. Используется для производства кровельных материалов - рулонных покрытий, обладающих стойкостью к климатическим воздействиям.
• Облицовочные материалы. Применяется при производстве облицовочных материалов (сайдинг, фасадные панели, другие материалы), обладающих высокой прочностью, стойкостью к климатическим воздействиям.
• Трубы и фитинги. Используется при производстве труб и фитингов для водоснабжения, канализации, отопления, других инженерных систем. Все по причине прочности, устойчивости к химическим веществам, долговечности.
• Электрические кабели. Применяется для изоляции проводов и кабелей благодаря электрической изоляционной способности, устойчивости к воздействию погодных условий.
• Напольные покрытия. Используется для производства напольных покрытий, таких как линолеум, виниловые плитки. Все по причине прочности, стойкости к воздействию влаги, устойчивости к истиранию.

Кроме того, применяется при производстве различных строительных материалов, таких как утеплители, гидроизоляционные и другие материалы. Один из основных плюсов применения ПВХ в строительстве – его высокая устойчивость к воздействию воды, химических веществ, ультрафиолетовых лучей, механических повреждений и т.д. Благодаря этому у ПВХ-материалов длительный срок службы.

Кроме того, ПВХ-материалы просты в установке, что упрощает процесс строительства и уменьшает время монтажа. Они также обладают высокой звукоизоляционной и теплоизоляционной способностью, что способствует снижению затрат на отопление и кондиционирование.

Производство упаковок

Поливинилхлорид широко используется при производстве различных видов упаковок благодаря уникальным свойствам. Некоторые из областей применения ПВХ:

• Пластиковые бутылки, контейнеры. Применяется для изготовления различных видов пластиковых бутылок, контейнеров для хранения и транспортировки жидкостей, других продуктов.
• Пищевая упаковка. Используется для производства пищевой упаковки, такой как пищевая пленка и пищевые контейнеры. Востребован благодаря стойкости к воздействию жиров, масел, других продуктов.
• Упаковочные пакеты. Применяется для производства упаковочных пакетов, таких как пакеты для продуктов питания, косметики и других товаров. Востребован благодаря своей прочности, устойчивости к воздействию влаги.
• Блистерная упаковка. Используется для производства блистерной упаковки, которой упаковывают многие товары, такие как лекарства, косметика, электроника.
• Упаковка для медицинских изделий. Применяется при производстве упаковки для медицинских изделий, таких как шприцы, иглы, другие медицинские инструменты.

Плюсы использования ПВХ-упаковок включают высокую прочность, гибкость, устойчивость к воздействию влаги и химических веществ, возможность создания прозрачных и цветных упаковок, а также относительно низкие затраты на производство и переработку.

Влияние на экологию

У ПВХ есть некоторые отрицательные качества, например, негативное влияние на экологию. При производстве и сжигании поливинилхлорида выделяются токсичные вещества. Они могут оказывать отрицательное воздействие на здоровье, окружающую среду.

Кроме того, ПВХ не является биоразлагаемым материалом. Его утилизация может привести к загрязнению почвы, воды. Также при сжигании выделяются токсичные вещества, которые могут попадать в атмосферу. Не стоит забывать о потреблении энергии. Производство требует большого количества энергии, что может приводить к выбросу парниковых газов, изменению климата.

Однако существуют положительные аспекты использования ПВХ, такие как его долговечность, защита от коррозии, герметичность. Кроме того, уже разработаны методы переработки, которые могут уменьшить его отрицательное воздействие на окружающую среду. Например, механическая переработка, при которой ПВХ перерабатывается в другие виды пластмасс, а также химическая переработка, позволяющая использовать материал для производства новых продуктов.

У компании Химстаб вы можете заказать добавки для полимеров, аддитивы для ПВХ. Для заказа свяжитесь с сотрудниками нашей компании по номеру: +7 (495) 789 86 77. Также можно отправить запрос на e-mail нашей компании: info@himstab.ru. На цену влияет объем приобретаемой партии продукции. Обращайтесь, мы гарантируем качество наших материалов.