Поливинилхлорид состав: Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебель
Что такое поливинилхлорид | ООО «ПластТермо»
Поливинилхлорид — бесцветная прозрачная пластмасса. Химическая формула материала — [−Ch3−CHCl−]n. Международное обозначение — PVC (от английского polyvinyl chloride).
Полимер характеризуется химической стойкостью к минеральным маслам, растворам солей, жирам, спиртам, щелочам, многим кислотам и растворителям. В чистом виде не поддерживает горение, но огнестойкость пластмасс на основе ПВХ зависит от добавок. При нагреве не теряет форму, если температура не превышает +66 °C. Состав отличается малой морозостойкостью — до -15 °C. Температура плавления — от +150 до 200 °C. При нагреве выше +110 °C поливинилхлорид разлагается с выделением хлористого водорода (HCl).
ПВХ полностью растворяется в циклогексаноне, диметилформамиде, дихлорметане и дихлорэтане, тетрагидрофуране, набухает в бензоле и ацетоне. Обладает диэлектрическими свойствами. Получают поливинилхлорид в результате суспензионной либо эмульсионной полимеризации винилхлорида, полимеризации в массе.
Применение
Поливинилхлорид идеален для изоляции электрических проводов и кабелей, а также востребован при производстве:
- линолеума;
- листов, труб;
- оконных рам;
- мебельной кромки;
- искусственной кожи;
- пенополивинилхлорида;
- грязезащитных ковриков;
- пленок для натяжных потолков;
- обувных пластикатов, полипропилена.
Поливинилхлорид необходим и при изготовлении виниловых грампластинок. Служит сырьем для так называемых мягких окон — прозрачных защитных штор. Применятся для создания аксессуаров и одежды, которая распространена в альтернативных направлениях моды, в том числе в готической субкультуре и среди сторонников сексуального фетиша.
Востребован полихлорвинил и в качестве уплотнителя в бытовых и профессиональных холодильниках. В результате применяются не сложные механические затворы, а конструкции в виде намагниченных эластичных вставок. Они помещаются в баллоне элемента, который создает уплотнение.
При изготовлении моющихся обоев пленка из поливинилхлорида тоже незаменима. Она покрывает их с лицевой стороны и обеспечивает непромокаемость. А в пиротехнике ПВХ служит источником хлора, который необходим для создания цветных огней.
Материал широко применяется в оформлении витрин торговых точек, при создании рекламных баннеров, плакатов, стикеров и других наклеек. Необходим для покрытия металлических сеток, которые ограждают площадку для проведения соревнований по MMA. Из поливинилхлорида производят презервативы для людей с аллергией на традиционный латекс.
При изготовлении трикотажных перчаток рельефный ПВХ-рисунок на ладони обеспечивает хороший захват для безопасного выполнения разных работ, предотвращает скольжение, повышает износостойкость защитного элемента. Плюс поливинилхлорид незаменим для производства хлорированного ПВХ, у которого лучшая среди термопластов огнестойкость и температура воспламенения +482 °С.
Недостатки поливинилхлорида
- Длительное пребывание под прямыми солнечными лучами может вызвать фотодеструкцию изделий.
Это приводит к потере эластичности и прочности. Предотвратить такое явление позволяет ввод в состав ПВХ светопоглощающих красителей, которые ограничивают деградацию тонкого слоя. - Еще одна проблема, связанная с эксплуатацией поливинилхлоридов, — сложность утилизации. При полном сгорании материала образуются только простейшие соединения: вода, хлороводород, углекислый газ. Но при обычном возгорании возникают токсичные хлорорганические соединения и угарный газ.
Это приводит к потере эластичности и прочности. Предотвратить такое явление позволяет ввод в состав ПВХ светопоглощающих красителей, которые ограничивают деградацию тонкого слоя.В целом изделия из поливинилхлорида практичные, надежные и удобные. При соблюдении условий эксплуатации они служат долго и беспроблемно.
Технологические пластмассовые трубопроводы
Читайте дальше
Клей для труб из ПВХ
4 35 100 02 29 4 отходы поливинилхлорида в виде пленки и изделий из нее незагрязненные
Закажите у нас:
| Документ / Проект | цена от, руб |
|---|---|
| Проект НДС | 90 000 |
| Проект ЗСО | 50 000 |
| Проект СЗЗ | 30 000 |
| Проект ПДВ | 25 000 |
| ПЭК | 25 000 |
| ПМООС (раздел ООС) | 25 000 |
| ПНООЛР | 20 000 |
| Раздел ОВОС | 20 000 |
| Раздел ПОС | 20 000 |
| Раздел ЭЭ | 20 000 |
| Раздел ОБЭ | 20 000 |
| Постановка на учет объекта НВОС | 15 000 |
| ППР | 12 000 |
| Декларация платы за НВОС | 12 000 |
| Расчет шума | 10 000 |
| Экологический сбор | 5 000 |
Заполнение форм 6. 1-6.3 | 5 000 |
| 2-ТП (воздух) | 5 000 |
| ТК | 5 000 |
| ТТК | 3 000 |
| 2-ТП (отходы) | 3 000 |
| Журнал учета отходов | 3 000 |
| Расчет ущерба водным объектам | 2 500 |
| Паспорт отхода | 500 |
| Контакты для связи | |
Экобэтмен рад, что может показать вам компонентный состав отхода 🙂
Состав отхода указан в процентах по данным источников информации, которые указаны под составом. Если это не то, что вы искали, то можно вернуться и поискать при помощи горячих клавиш Ctrl + F или формы поиска.
В случае обнаружения ошибок, неточностей или вы хотите дополнить базу данных составов отходов, пишите на эл. почту [email protected] или через форму связи на странице Контакты.
В связи с введением новых форм паспортов отходов теперь компонентный состав можно получить в виде таблицы.
Такая таблица отлично вставляется в MS Excel и Word.
ВНИМАНИЕ
Так как генерация таблицы происходит автоматически, нужно проверять результат.
Вернуться к списку отходов
И так, вы выбрали отход:
4 35 100 02 29 4 отходы поливинилхлорида в виде пленки и изделий из нее незагрязненные
| Сведения об отходе по БДО РПН | |
|---|---|
| Класс опасности отхода | 4 (четвертый) |
| Агрегатное состояние / физическая форма отхода | Прочие формы твердых веществ |
| Исходный товар или продукция | Поливинилхлорид в виде пленки и изделия из нее |
| Процесс образования отхода | Транспортирование, хранение, использование по назначению с утратой потребительских свойств |
| Примечание к виду отхода | Пленка – тонкий слой материии, изготовленный из поливинилхлорида |
| Вероятные компоненты состава отхода | поливинилхлорид |
Состав отхода из БД ecobatman.
ru
Состав отхода по 1-му источнику информации:
Поливинилхлорид — 100;
Источник информации:
Лабораторные исследования компонентного состава проб отходов.
Состав отхода по 2-му источнику:
Полимерные материалы – 98,63; Железо – 1,05; Натрий – 0,32;
Источник информации:
Лабораторные исследования компонентного состава проб отходов.
Вернуться к списку отходов
Некоторые отходы могут быть утилизированы в соответствии с требованиями Росприроднадзора и зачтены в рамках выполнения расширенной ответственности производителей и импортеров товаров (расчета экологического сбора).
Свойства ПВХ — Vinidex Pty Ltd
Поливинилхлорид (ПВХ)
Поливинилхлорид представляет собой термопластический материал, состоящий из смолы ПВХ, смешанной с различными пропорциями стабилизаторов, смазочных материалов, наполнителей, пигментов, пластификаторов и технологических добавок. Различные соединения этих ингредиентов были разработаны для получения определенных групп свойств для различных применений.
Однако большую часть каждого соединения составляет смола ПВХ.
Технический термин для ПВХ в органической химии – поли(винилхлорид): полимер, т.е. цепные молекулы винилхлорида. Кронштейны не используются в общей литературе, и их название обычно сокращается до PVC. Там, где обсуждение относится к конкретному типу труб из ПВХ, этот тип будет четко указан, как подробно описано ниже. В тех случаях, когда обсуждение носит общий характер, термин «трубы из ПВХ» будет использоваться для охвата ассортимента напорных материалов для труб из ПВХ, поставляемых Vinidex.
Различные типы поливинилхлорида
ПВХ-компаунды с наибольшей кратковременной и долговременной прочностью не содержат пластификаторов и содержат минимальное количество ингредиентов. Этот тип ПВХ известен как UPVC или PVC-U. Другие смолы или модификаторы (такие как ABS, CPE или акрилы) могут быть добавлены к UPVC для получения компаундов с улучшенной ударопрочностью. Эти соединения известны как модифицированный ПВХ (ПВХ-М).
Гибкие или пластифицированные ПВХ-компаунды с широким спектром свойств также могут быть получены путем добавления пластификаторов. Другие типы ПВХ называются ХПВХ (ПВХ-Х) (хлорированный ПВХ), который имеет более высокое содержание хлора, и ориентированный ПВХ (ПВХ-О), который представляет собой ПВХ-У, молекулы которого ориентированы преимущественно в определенном направлении.
PVC-U (непластифицированный) является твердым и жестким материалом с предельным напряжением растяжения около 52 МПа при 20°C и устойчив к большинству химических веществ. Как правило, PVC-U можно использовать при температуре до 60°C, хотя фактический температурный предел зависит от нагрузки и условий окружающей среды.
ПВХ-М (модифицированный) является жестким и имеет повышенную ударную вязкость, особенно при ударе. Модуль упругости, предел текучести и предел прочности при растяжении обычно ниже, чем у PVC-U. Эти свойства зависят от типа и количества используемого модификатора.
ПВХ (пластифицированный) менее жесткий; имеет высокую ударную вязкость; легче экструдировать или формовать; имеет более низкую термостойкость; менее устойчив к химическим веществам и обычно имеет более низкую предельную прочность на растяжение. Вариабельность от соединения к соединению в пластифицированном ПВХ выше, чем в НПВХ. Vinidex не производит напорные трубы из пластифицированного ПВХ.
PVC-C (хлорированный) похож на PVC-U по большинству своих свойств, но имеет более высокую термостойкость, способный работать до 95°С. Он имеет аналогичный предел прочности при 20°C и предел прочности при растяжении около 15 МПа при 80°C.
PVC-O (ориентированный ПВХ) иногда называют HSPVC (высокопрочный ПВХ). Трубы из ПВХ-О представляют собой значительный прогресс в технологии производства труб из ПВХ.
ПВХ-О производится с помощью процесса, который приводит к преимущественной ориентации длинноцепочечных молекул ПВХ по окружности или по кольцу.
Это обеспечивает заметное усиление свойств в этом направлении. В дополнение к другим преимуществам предел прочности при растяжении, в два раза превышающий показатель PVC-U, может быть достигнут для PVC-O. В таких приложениях, как напорные трубы, где присутствует четко определенная направленность напряжений, можно добиться очень значительного увеличения прочности и/или экономии материалов.
Типичные свойства ПВХ-О в кольцевом направлении:
- Прочность на растяжение ПВХ-О – 90 МПа
- Модуль упругости ПВХ-О – 4000 МПа
Улучшение свойств за счет молекулярной ориентации хорошо известно, и некоторые промышленные образцы производятся уже более тридцати лет. В последнее время он применяется к потребительским товарам, таким как пленки, высокопрочные мешки для мусора, бутылки для газированных напитков и тому подобное.
Техника молекулярной ориентации труб из ПВХ была впервые применена в 1970-х годов компанией Yorkshire Imperial Plastics, и на самом деле самые ранние пробные установки были сделаны в 1974 году со 100-миллиметровой трубой Управлением водного хозяйства Йоркшира, Великобритания.
Vinidex начала производство на экспериментальном заводе по производству труб из ПВХ-О в начале 1982 года, а трубы из ПВХ-О были впервые установлены в Австралии в 1986 году. имя Супермейн.
Сравнение PVC-O, PVC-M и стандартного PVC-U
PVC-O по составу идентичен PVC-U, и, соответственно, их общие свойства аналогичны. Основное различие заключается в механических свойствах в направлении ориентации. Состав PVC-M отличается добавлением модификатора ударопрочности, а свойства отличаются от стандартных PVC-U в зависимости от типа и количества используемого модификатора. Следующее сравнение носит общий характер и служит для выявления типичных различий между материалами труб.
Прочность на растяжение – Прочность на растяжение PVC-O почти в два раза выше, чем у обычного PVC-U. Прочность на растяжение PVC-M немного ниже, чем у стандартного PVC-U.
Прочность – И ПВХ-О, и ПВХ-М ведут себя стабильно пластично при любых практических обстоятельствах.
В некоторых неблагоприятных условиях, при наличии надреза или дефекта, стандартный НПВХ может проявлять хрупкие свойства.
Коэффициенты безопасности – Расчет труб из ПВХ для применения под давлением включает прогнозирование долгосрочных свойств и применение коэффициента безопасности. Как и во всех инженерных проектах, величина коэффициента безопасности отражает уровень уверенности в прогнозировании производительности. Преимущество большей уверенности в предсказуемости поведения материалов нового поколения PVC-M и PVC-O состоит в том, что при проектировании можно использовать более низкий коэффициент запаса прочности.
Расчетное напряжение – Трубы из ПВХ-О и ПВХ-М работают при более высоком расчетном напряжении, чем стандартные трубы из ПВХ-Н, в результате их более низкого коэффициента безопасности, а в случае ПВХ-О, более высокой прочности в кольцевом направлении. .
Эластичность и ползучесть – PVC-O имеет модуль упругости на 24 % выше, чем у обычного PVC-U в ориентированном направлении, и модуль упругости, аналогичный стандартному PVC-U, в других направлениях.
Модуль упругости PVC-M немного ниже, чем у стандартного PVC-U.
Характеристики ударопрочности – PVC-O превосходит стандартный PVC-U как минимум в 2–5 раз. PVC-M также обладает большей ударопрочностью, чем стандартный PVC-U. Испытания на ударопрочность труб из ПВХ-М сосредоточены на получении характеристики пластического разрушения.
Атмосферостойкость – Нет существенных различий в характеристиках атмосферостойкости PVC-U, PVC-M и PVC-O.
Соединение – Трубы из ПВХ-U и ПВХ-М могут быть соединены либо резиновым кольцом, либо соединениями на основе растворителя. PVC-O доступен только в трубах с резиновым соединением. ПВХ-О нельзя склеивать растворителем-цементом.
Свойства ПВХ
Общие свойства компаундов ПВХ, используемых в производстве труб, приведены в таблице ниже. Если не указано иное, значения приведены для стандартных немодифицированных составов с использованием смолы ПВХ K67. Некоторые сравнительные значения показаны для труб из других материалов.
Свойства термопластов подвержены значительным изменениям в зависимости от температуры, и при необходимости указывается применимый диапазон. Механические свойства зависят от продолжительности приложения напряжения и более точно определяются функциями ползучести. Более подробные данные, относящиеся к применению труб, приведены в разделе «Конструкция» данного руководства. Для получения данных, выходящих за рамки перечисленных условий, пользователям рекомендуется обращаться в наш технический отдел.
Типичные свойства труб из ПВХ
Физические свойства
| Свойство | Значение | Условия и примечания |
| Молекулярный вес (смола) | 140000 | ср.: K57 ПВХ 70 000 |
| Относительная плотность | 1,42 – 1,48 | cf: ПЭ 0,95–0,96, стеклопластик 1,4–2,1, CI 7,2, глина 1,8–2,6 |
| Водопоглощение | 0,0012 | 23°C, 24 часа, ср. : AC 18 – 20% AS1711 |
| Твердость | 80 | Дурометр по Шору D, Brinell 15, Rockwell R 114, ср.: PE Shore D 60 |
| Ударная вязкость – 20°C | 20 кДж/м 2 | Паз по Шарпи, радиус вершины 250 мкм |
| Ударная вязкость – 0°C | 8 кДж/м 2 | Паз по Шарпи, радиус вершины 250 мкм |
| Коэффициент трения | 0,4 | ПВХ в ПВХ, ср.: PE 0,25, PA 0,3 |
Механические свойства
| Свойство | Значение | Условия и примечания |
| Предел прочности при растяжении | 52 МПа | AS 1175 Тензометр при постоянной скорости деформации см.: PE 30 |
| Удлинение при разрыве | 50 – 80% | AS 1175 Тензометр при постоянной скорости деформации, см.: PE 600-900 |
| Кратковременное сопротивление ползучести | 44 МПа | Значение постоянной нагрузки за 1 час, см. : PE 14, ABS 25 |
| Долгосрочное разрушение при ползучести | 28 МПа | Постоянная нагрузка, экстраполированное значение за 50 лет, см.: PE 8-12 |
| Модуль упругости при растяжении | 3,0 – 3,3 ГПа | Деформация 1% за 100 секунд, ср.: PE 0,9-1,2 |
| Модуль упругости при изгибе | 2,7 – 3,0 ГПа | Деформация 1% за 100 секунд, ср.: PE 0,7-0,9 |
| Длительный модуль ползучести | 0,9 – 1,2 ГПа | Постоянная нагрузка, экстраполированное значение секанса за 50 лет, ср.: PE 0,2–0,3 |
| Модуль сдвига | 1,0 ГПа | Деформация 1% за 100 секунд G=E/2/(1+µ) ср.: PE 0,2 |
| Объемный модуль | 4,7 ГПа | Деформация 1% за 100 секунд K=E/3/(1-2µ) ср.: PE 2.0 |
| Коэффициент Пуассона | 0,4 | Незначительно увеличивается со временем под нагрузкой. ср: ПЭ 0,45 |
Электрические свойства
| Свойство | Значение | Условия и примечания |
| Диэлектрическая прочность (пробой) | 14 – 20 кВ/мм | Кратковременный образец 3 мм, ср. ПЭ 70 – 85 |
| Объемное удельное сопротивление | 2 x 10 14 Ом.м | AS 1255.1 PE > 10 16 |
| Удельное поверхностное сопротивление | 10 13 – 10 14 Ом | AS 1255.1 PE > 10 13 |
| Диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость) | 3,9 (3,3) | 50 Гц (106 Гц) AS 1255.4 cf PE 2,3 – 2,5 |
| Коэффициент рассеяния (коэффициент мощности) | 0,01 (0,02) | 50 Гц (106 Гц) AS 1255.4 |
Тепловые свойства
| Свойство | Значение | Условия и примечания |
| Точка размягчения | 80 – 84°C | Метод Вика AS 1462. 5 (мин. 75°C для труб) |
| Макс. постоянная рабочая темп. | 60°С | cf: PE 80*, PP 110* без давления |
| Коэффициент теплового расширения | 7 х 10 -5 К | 7 мм на 10 м при 10°C ср.: PE 18 – 20 x 10 -5 , DI 1,2 x 10 -5 |
| Теплопроводность | 0,16 Вт/(м.К) | 0–50°C ПЭ 0,4 |
| Удельная теплоемкость | 1000 Дж/(кг.К) | 0 – 50°С |
| Температуропроводность | 1,1 x 10 -7 м 2 /с | 0 – 50°С |
Огнестойкость
| Недвижимость | Значение | Условия и примечания |
| Воспламеняемость (кислородный индекс) | 0,45 | ASTM D2863 Испытание Феннимора Мартина, ср.: PE 17.5, PP 17.5 |
| Индекс воспламеняемости | 10 – 12 (/20) | ср. : 9 – 10 при испытании трубы AS 1530 Early Fire Hazard Test |
| Дым производимый индекс | 6 – 8 (/l0) | cf: 4 – 6 при испытании трубы AS 1530 Early Fire Hazard Test |
| Индекс тепловыделения | 0 | |
| Индекс распространения пламени | 0 | Не поддерживает горение. Раннее испытание на пожароопасность AS 1530 |
Сокращения
- ПЭ: полиэтилен
- ПП: Полипропилен
- PA: Полиамид (нейлон)
- CI: Чугун
- AC: Асбестоцемент
- GRP: Стеклопластиковая труба
Преобразование единиц
- 1 МПа = 10 бар = 9,81 кг/см 2 = 145 фунтов силы в дюймах 2
- 1 Джоуль = 4,186 калорий = 0,948 x 10 -3 БТЕ = 0,737 ft.lbf
- 1 Кельвин = 1°C = 1,8°F перепад температур
Механические свойства
Для ПВХ, как и для других термопластичных материалов, реакция на напряжение/деформацию зависит как от времени, так и от температуры.
Когда к пластиковому материалу прикладывается постоянная статическая нагрузка, результирующая деформационная характеристика является довольно сложной. Существует немедленная эластическая реакция, которая полностью восстанавливается, как только снимается нагрузка. Кроме того, существует более медленная деформация, которая продолжается неопределенно долгое время, пока действует нагрузка, пока не произойдет разрыв. Это известно как ползучесть. Если перед разрушением снять нагрузку, восстановление первоначальных размеров происходит постепенно с течением времени. Скорость ползучести и восстановления также зависит от температуры. При более высоких температурах скорость ползучести увеличивается. Из-за этого типа реакции пластмассы известны как вязкоупругие материалы.
Линия регрессии напряжения
Следствием ползучести является то, что трубы, подвергающиеся более высоким нагрузкам, разрушаются за более короткое время, чем трубы, подвергающиеся более низким нагрузкам. Для напорных труб основным требованием является длительный срок службы.
Поэтому важно, чтобы трубы были рассчитаны на работу при напряжениях стенки, что обеспечит достижение длительного срока службы. Чтобы установить долговременные свойства, большое количество образцов в форме трубы испытывается до разрыва. Затем все эти отдельные точки данных наносятся на график и выполняется регрессионный анализ. Линейный регрессионный анализ экстраполируется для получения 9На 7,5% ниже прогнозируемого предельного напряжения разрушения в расчетной точке, которое должно превышать минимальное требуемое напряжение (MRS).
Затем к MRS применяется коэффициент безопасности, чтобы получить максимальное рабочее напряжение для материала трубы, которое используется для определения размеров труб для диапазона значений номинального давления. В Европе и Австралии принята расчетная точка ISO, равная 50 годам или 438 000 часов. В Северной Америке исторически использовалась расчетная точка в 100 000 часов. Эта расчетная точка является достаточно условной и не должна интерпретироваться как показатель ожидаемого срока службы трубы из ПВХ.
Линия регрессии напряжения традиционно строится на логарифмических осях, показывающих окружное или кольцевое напряжение в зависимости от времени до разрыва.
*Для PVC-M и PVC-O 50-летняя точка спецификации представляет собой нижнюю доверительную точку на 97,5%, чтобы гарантировать получение минимального коэффициента безопасности.
Модуль ползучести
Для ПВХ необходимо учитывать модуль или соотношение напряжение/деформация в контексте скорости или продолжительности нагрузки и температуры.
Универсальным методом представления данных является кривая зависимости деформации от времени при постоянном напряжении. При данной температуре требуется серия кривых при различных уровнях напряжения, чтобы представить полную картину. Модуль можно рассчитать для любой комбинации напряжения/деформации/времени, и это обычно называют модулем ползучести.
Такие кривые полезны, например, при расчете кратковременных и длительных поперечных нагрузок на трубы.
Испытания, проведенные как в Англии, так и в Австралии, показали, что PVC-O жестче, т. е. имеет более высокий модуль упругости, чем стандартный PVC-U, примерно на 24% для эквивалентных условий в ориентированном направлении. Судя по другой работе, значительных изменений в осевом направлении не наблюдается.
Повышенные температуры
Номинальные значения давления при повышенных температурах
Механические свойства ПВХ даны при температуре 20°C. Прочность термопластов обычно уменьшается, а пластичность увеличивается по мере повышения температуры, и расчетные напряжения должны быть соответствующим образом скорректированы.
Реверсия
Термин «реверсия» относится к изменению размеров пластмассовых изделий вследствие «памяти материала». Изделия из пластмассы «запоминают» свою первоначальную сформированную форму и, если их впоследствии деформировать, под воздействием тепла они вернутся к исходной форме.
В действительности реверсия происходит при всех температурах, но при качественной экструзии она не имеет практического значения в гладкой трубе при температуре ниже 60°С и в трубе из ПВХ-О при температуре ниже 50°С.
Выветривание и разложение под воздействием солнечных лучей
Влияние «выветривания» или разрушения поверхности под воздействием лучистой энергии в сочетании с элементами на пластмассы хорошо изучено и задокументировано. Солнечное излучение вызывает изменения молекулярной структуры полимерных материалов, в том числе ПВХ. Ингибиторы и отражатели обычно включаются в материал, что ограничивает процесс поверхностным эффектом. Наблюдается потеря блеска и обесцвечивание при сильном атмосферном воздействии. Процессы требуют затрат энергии и не могут протекать, если материал экранирован, т.е. подземные трубы. С практической точки зрения сыпучий материал не подвергается воздействию, и первичные испытания не покажут никаких изменений, т. е. предел прочности при растяжении и модуль упругости. Однако микроскопические разрушения на выветренной поверхности могут инициировать разрушение в условиях экстремальных локальных напряжений, например воздействие на внешнюю поверхность. Следовательно, ударная вязкость при испытании будет снижаться.
Защита от солнечной деградации
Все трубы из ПВХ производства Vinidex содержат защитные системы, которые обеспечивают защиту от вредного воздействия в течение нормального периода хранения и установки. Для периодов хранения более одного года и в той мере, в какой ударопрочность важна для конкретной установки, можно считать целесообразной дополнительную защиту. Это может быть обеспечено хранением под навесом или покрытием штабелей труб подходящим материалом, например, мешковиной. Следует избегать захвата тепла и обеспечивать вентиляцию. Не следует использовать черную пластиковую пленку. Системы надземных напорных трубопроводов могут быть защищены слоем белой или пастельного оттенка краски ПВА. Хорошая адгезия достигается простым мытьем моющим средством для удаления жира и грязи.
Старение материала
Предел прочности ПВХ со временем заметно не меняется. Его кратковременная предельная прочность на растяжение обычно незначительно увеличивается. Важно понимать, что линия регрессии напряжения не отражает ослабление материала с течением времени, т.
е. труба, находившаяся под постоянным давлением в течение многих лет, по-прежнему будет демонстрировать такое же краткосрочное предельное давление разрыва, как и новая труба. Однако со временем материал претерпевает изменение морфологии, так как «свободный объем» в матрице уменьшается с увеличением числа поперечных связей между молекулами. Это приводит к некоторым изменениям механических свойств:
- Незначительное увеличение предела прочности при растяжении
- Значительное увеличение предела текучести
- Увеличение модуля при высоких уровнях деформации
В целом эти изменения могут оказаться полезными. Однако реакция материала на высокие уровни напряжений изменяется в том смысле, что локальная текучесть в концентраторах напряжений подавляется, а деформационная способность изделия снижается. Более вероятно возникновение хрупкого разрушения, и может наблюдаться общее снижение ударопрочности.
Эти изменения происходят экспоненциально со временем, быстро сразу после формирования и все медленнее с течением времени.
К моменту ввода изделия в эксплуатацию они практически не измеримы, разве что в очень долгосрочной перспективе. Искусственное старение может быть достигнуто путем термообработки при 60°С в течение 18 часов. ПВХ-О подвергается такому старению в процессе ориентации, и его характеристики аналогичны полностью состаренному материалу, но со значительно повышенным пределом прочности.
Стойкость к истиранию
Пластмассы обычно показывают отличные характеристики в абразивных условиях. Основными свойствами, способствующими этому, являются низкие модуль упругости и коэффициент трения. Это позволяет материалу «поддаваться», и частицы имеют тенденцию скользить, а не стирать поверхность.
Хорошо известные материалы с низким коэффициентом трения, такие как тефлон, нейлон и полиуретаны, демонстрируют выдающиеся характеристики. Экономика, однако, является основным фактором, и характеристики ПВХ в контексте скорости износа/цены на единицу продукции превосходны. Факторы, влияющие на истирание, сложны, и трудно соотнести данные испытаний с практическими условиями.
Институт гидромеханики и гидротехнических сооружений Технического университета Дармштадта в Западной Германии проверил стойкость к истиранию нескольких трубных изделий. Гравий и речной песок были абразивными материалами, используемыми в бетонных трубах, трубах из глазурованной глины и трубах из ПВХ, со следующими результатами:
(глазурованная облицовка)
Микробиологическое воздействие
ПВХ невосприимчив к воздействию микробиологических организмов, обычно присутствующих в подземных системах водоснабжения и канализации.
Макробиологическая атака
ПВХ не является источником пищи и обладает высокой устойчивостью к повреждению термитами и грызунами.
Воздействие сульфидов в почве
Серое обесцвечивание подземных труб из ПВХ может наблюдаться в присутствии сульфидов, обычно встречающихся в почвах, содержащих органические материалы. Это связано с реакцией со стабилизирующими системами, используемыми при обработке. Это поверхностный эффект, который никоим образом не влияет на производительность.
Нужна помощь? Просмотрите нашу зону поддержки продуктов для загрузки, установки и процедур соединения.p>
Учить больше
поливинилхлорид учебник по химии
поливинилхлорид учебник по химии
Ключевые понятия
- Поливинилхлорид сокращенно ПВХ.
- Поли(хлорэтилен) и поли(хлорэтен) — другие названия поливинилхлорида.
- Поливинилхлорид получают в результате реакции полимеризации присоединения с использованием мономера хлорэтилена (винилхлорида).
- Эта реакция полимеризации протекает по свободнорадикальному механизму.
- Поливинилхлорид — белый, жесткий, достаточно хрупкий, твердый.
- Добавки используются для изменения свойств поливинилхлорида, чтобы сделать его более полезным.
- Поливинилхлорид является термопластом, он размягчается при воздействии тепла и давления, поэтому ему можно придавать различные формы.
Реакция аддитивной полимеризации
Поливинилхлорид получают в результате реакции полимеризации присоединения из мономеров хлорэтилена (винилхлорида):
| хлорэтилен (винилхлорид) | → | поли(хлорэтилен) (поливинилхлорид) |
| CH 2 = CHCl | 325-350 К → 13 атм | -[-CH 2 -CHCl-] n — |
Мономер, хлорэтен (или винилхлорид), имеет температуру кипения -14 o C (259K), так что это газ при комнатной температуре и давлении.
Под давлением молекулы газообразного хлорэтилена сближаются, образуя жидкость.
Реакцию полимеризации проводят при давлении 13 атм (1317 кПа), чтобы мономер оставался в жидкой фазе.
Реакция полимеризации сильно экзотермическая
CH 2 =CHCl → -[-CH 2 -CHCl-] n — ΔH = -96 кДж моль -1
В соответствии с принципом Ле Шателье повышение температуры, при которой происходит реакция, будет благоприятствовать реагенту, мономеру, стороне уравнения.
Поэтому реакцию аддитивной полимеризации проводят при очень низких температурах, при этом жидкий мономер хлорэтилена диспергируют в воде при температуре 52-77°С.0139 o С (325-350 К).
Поливинилхлорид выпадает в осадок в виде белого твердого вещества по мере его образования, поскольку он нерастворим в воде и нерастворим в хлорэтилене.
Механизм реакции
Аддитивная полимеризация хлорэтена с образованием поли(хлорэтена) протекает по свободнорадикальному механизму.
Свободный радикал — это молекула, не имеющая заряда, но обладающая высокой реакционной способностью благодаря неспаренному валентному электрону.
При промышленном получении поливинилхлорида для инициирования цепной реакции используется свободный радикал. Этот источник свободных радикалов называется инициатором.
Органические пероксиды с общей формулой R-O-O-R часто используются в качестве инициаторов, поскольку они могут расщепляться на свободные радикалы при повышенных температурах:
| органический пероксид | → | алкоксисвободный радикал |
| R-O-O-R | → | 2 РО . |
Свободный алкоксирадикал объединяется с молекулой хлорэтилена с образованием нового свободного радикала:
Р-О . | + |
| → |
|
Этот новый свободный радикал затем может соединиться с другой молекулой хлорэтилена:
| + |
| → |
|
Этот новый свободный радикал может реагировать с другой молекулой хлорэтилена с образованием нового свободного радикала и т. д. и т. д., пока не будет построена очень большая молекула поливинилхлорида.
Полимеризация останавливается, когда два свободных радикала реагируют друг с другом.
Структура ПВХ
Молекулы хлорэтилена могут соединяться друг с другом с образованием длинных полимерных цепей несколькими способами.
1. Все молекулы хлорэтена объединяются так, что атомов хлора находятся на одной стороне углеродного остова полимерных цепей:
| Н | | Класс | | Н | | Класс | | Н | | Класс | | Н | | Класс | | Н | | Класс | | Н | | Класс | | Н | | Кл | | |||||||||||||||
| — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — |
| | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н |
Эта структура известна как изотактическая поливинилхлорид.
Правильное расположение атомов хлора в этой структуре позволяет полимерным цепям плотно упаковываться друг в друга и максимизирует межмолекулярные силы между цепями.
Плотная упаковка снижает гибкость материала, поэтому изотактический поливинилхлорид достаточно жесткий, а поскольку межмолекулярные силы между полимерными цепями максимальны, он также прочен.
Изотактический поливинилхлорид считается высококристаллическим.
Хотя нам обычно нравится изображать структуру поливинилхлорида как изотактическую структуру, потому что легко увидеть повторяющиеся звенья винилхлорида, на самом деле, когда мономеры винилхлорида полимеризуются, очень небольшая часть полученного поливинилхлорида находится в изотактической форме.
2. Молекулы хлорэтилена объединяются таким образом, что атомов хлора поочередно находятся над плоскостью углеродного остова и под ним:
| Н | | Н | | Н | | Класс | | Н | | Н | | Н | | Класс | | Н | | Н | | Н | | Класс | | Н | | Н | | |||||||||||||||
| — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — |
| | Н | | Класс | | Н | | Н | | Н | | Класс | | Н | | Н | | Н | | Класс | | Н | | Н | | Н | | Класс |
Эта структура известна как синдиотактический поливинилхлорид .
Правильное расположение атомов хлора в этой структуре позволяет полимерным цепям плотно упаковываться и удерживаться на месте за счет межмолекулярных сил между цепями.
Плотная упаковка снижает гибкость материала, поэтому синдиотактический поливинилхлорид достаточно жесткий, а действие межмолекулярных сил между полимерными цепями делает его достаточно прочным.
Синдиотактический поливинилхлорид, как и изотактический поливинилхлорид, считается высококристаллическим.
Очень небольшая часть поливинилхлорида, полученного аддитивной полимеризацией хлорэтилена, представляет собой синдиотактический поливинилхлорид.
3. Молекулы хлорэтилена объединяются таким образом, что атомов хлора случайно ориентированы вдоль цепей, некоторые выше, а некоторые ниже плоскости углеродного остова :
| Н | | Н | | Н | | Класс | | Н | | Класс | | Н | | Класс | | Н | | Н | | Н | | Класс | | Н | | Н | | |||||||||||||||
| — | С | — | С | — | С | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — | C | — |
| | Н | | Класс | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Н | | Класс | | Н | | Н | | Н | | Класс |
Эта структура известна как тактический поливинилхлорид .
Крупные атомы хлора, торчащие случайным образом вдоль цепей, препятствуют плотной упаковке полимерных цепей.
Атактический поливинилхлорид не кристаллический, а скорее аморфный. Ожидается, что некристаллические или аморфные полимеры будут более мягкими и гибкими, но атактический поливинилхлорид на самом деле довольно жесткий.
Это связано с тем, что хлор более электроотрицателен, чем углерод, поэтому каждый атом хлора принимает частичное отрицательное изменение, Cl δ- , а атом углерода приобретает частичный положительный заряд, C δ+ . Притяжение C δ+ к Cl δ- приводит к диполь-дипольным взаимодействиям, которые придают полимеру прочность и жесткость.
Большая часть поливинилхлорида, полученного аддитивной полимеризацией хлорэтилена, представляет собой атактический поливинилхлорид.
Свойства и использование ПВХ
Поливинилхлорид (ПВХ) представляет собой линейный полимер, и, как и большинство линейных полимеров, воздействие тепла и давления приводит к его размягчению и принятию новой формы.
Эти линейные полимеры называются термопластичными. ПВХ является термопластом. ПВХ используется для изготовления покрытий для электрических кабелей, шлангов, труб, водосточных желобов, напольной плитки, обуви, одежды под кожу, контейнеров для хранения и кредитных карт.
| Собственность | Поливинилхлорид (ПВХ) | Использование |
|---|---|---|
| Точка плавления | 160 или С | Соединение канализационных труб из ПВХ с помощью сварки позволяет получить герметичные соединения. |
| Кристалличность | Нерегулярная упаковка и низкая кристалличность (аморфность) атактических полимерных цепей | Жесткий ПВХ используется для водосточных труб, водосточных желобов и может быть отформован для создания эффекта древесной текстуры, используемого в материалах для жилья (оконных и дверных рамах, сайдинге из ПВХ) |
| Гибкость | жесткий | Добавлены пластификаторы для улучшения гибкости. Гибкий ПВХ можно использовать для изготовления одежды, обуви, шлангов и даже кредитных карт. |
| Электропроводность | плохой: ПВХ — хороший изолятор | Используется в качестве изоляционного материала для приложений с низким и средним напряжением. |
| Термостойкость | плохой: разложение за счет потери HCl начинается при 70 o C | Добавлены термостабилизаторы для повышения термостабильности. Термостабилизированный ПВХ можно использовать для труб горячего водоснабжения. |
| Прозрачность | белый непрозрачный сплошной | |
| Плотность | &прибл. 1,3 г см -3 | |
| Химические свойства | Устойчив к кислотам, щелочам и большинству неорганических химикатов. | |