Поливинилхлорид (ПВХ): основные свойства, область применения

Физические и химические свойства поливинилхлорида

Поливинилхлорид (ПВС) – синтетический полимер, мономерное звено – молекула хлорида этилена. Формула поливинилхлорида: (-Ch3-CCl-)n, где n – это степень полимеризации.

Содержание

• Физические и химические свойства поливинилхлорида
• Получение поливинилхлорида
• Разновидности поливинилхлорида
• Применение поливинилхлорида
  • ПВХ в медицине
  • ПВХ в строительстве
  • ПВХ в других областях
• Недостатки поливинилхлорида
• Безопасность использования поливинилхлорида

Физические и химические свойства поливинилхлорида

Физические свойства ПВХ:

• Молекулярная масса: от 9 до 170 тысяч г/моль.
• Плотность: 1,35-1,43 г/см3.
• Температура плавления: 150-2200С.
• При повышении температуры свыше 110-1200С разлагается с выделением хлористого водорода.

Химические свойства ПВХ:

• Растворим в циклогексане, дихлорэтане.
• Набухает в ацетоне, бензоле.
• Не растворим в воде, спиртах.
• Не взаимодействует с кислотами, основаниями.

Получение поливинилхлорида

Как отмечалось ранее, мономерным звеном ПВХ является молекула хлорида этилена. Существует несколько основных методов синтеза ПВХ. Но 80% основного продукта получают способом «полимеризация в суспензии». Протекание этой реакции возможно благодаря тому, что винилхлорид не растворятся в воде.

Как все происходит? Сырье – винилхлорид, под давлением через трубочку диспергируют в реактор, заполненным водой. Получаются микрокапельки плавающие в воде. Затем смесь подогревают до необходимой температуры и вводят суспензию органического пероксида, который является инициатором реакции.

Реакция протекает с выделением тепла и соляной кислоты. Чтобы избежать протекания обратной реакции, которая все «разрушит», в систему вводят специальный стабилизатор. Он покрывает образовавшиеся частички защитной пленкой. Далее отделают частички от жидкости при помощи сита или центрифуги.

Разновидности поливинилхлорида

Выше расписан наиболее популярный способ получения поливинилхлорида, но существуют еще другие, например эмульсированный. В зависимости от метода получения поливинилхлорида, определяются и его свойства.

Так, суспензионный ПВХ обладает сравнительно узким молекулярно-массовым распределением, малой степенью разветвлённости молекул, отличается большей степенью чистоты. Для данного вида характерны высокие диэлектрические свойства, низкое водопоглощение, повышенная свето – и термостойкость.

Эмульсированный же образец имеет широкое молекулярно-массовое распределение, большое число примесей, характеризуется более худшими диэлектрическими показателями, низкой свето- и термостабильностью. Но при этом для него характерно более высокое водопоглощение.

Также существуют разновидности поливинилхлорида по пластичности:

• Жесткий, непластифицированный материал.
• Мягкий поливинилхлорид, пластифицированный.

Применение поливинилхлорида

ПВХ в медицине

Уже более полувека поливинилхлорид успешно применятся в медицине, причем уровень потребления данного материала с каждым годом только увеличивается.

Почему ПВХ стал так популярен в медицинской области? Потому что возникла необходимость заменить хрупкие стеклянные предметы, которые необходимо стерилизовать, на что-то более прочное и удобное в использовании. После долгих поисков возникла идея использовать ПВХ материалы для изготовлений «подмены». Поливинилхлорид для этих целей подошел очень хорошо, благодаря своим свойствам, и главным образом, химической стабильности. Товары, полученные из ПВХ, могут легко стерилизоваться, безопасны при использовании внутри человеческого тела, отвечают нормам по стойкости – не трескаются, не лопаются, не протекают. Здравоохранительная область, приняла материалы, полученные из поливинилхлорида, только после прохождения огромного количества тестов и полного убеждения в их безопасности для человека.

Список материалов:

• Контейнеры для внутренних органов и крови.
• Катетеры и трубки для кормления.
• Хирургические маски и перчатки.
• Упаковки для таблеток.
• Приборы для измерения давления.

ПВХ в автомобилестроении

Еще одна не менее популярная область использования поливинилхлорида – это автомобилестроение. В данной сфере ПВХ применяется для производства покрытий, уплотняющих и изоляционных материалов, отделки салона.

Применение поливинилхлоридных материалов сделало современный транспорт не только более красивым, но и легким, и безопасным. ПВХ и другие применяемые полимеры, заменившие ранее используемые металлические детали, сделали транспорт более лёгким, снизив затраты на топливо. Поливинилхлорид используется для производства подушек безопасности, защитных накладок – всего того, что спасает пассажиров от травм.

ПВХ в строительстве

Поливинилхлорид используется и в строительстве. Его качества, такие как: механическая прочность, износостойкость, устойчивость к коррозии, погодным перепадам, химическому и ультрафиолетовому воздействию делают его просто незаменимым. Более того ПВХ огнеупорный материал – это свойство повышает пожарную безопасность объектов, построенных с использованием поливинилхлорида.

ПВХ не проводит электричество.

Какой самый распространённый пример использование ПВХ в строительстве? Конечно же, пластиковые окна. Из ПВХ изготавливают оконные профили, материалы для декоративной отделки и т.п.

ПВХ в других областях

Крепкий, износостойки поливинилхлорид применяется еще в одной области – в производстве детских игрушек. Куклы, мячи, любимые детками утята для ванн, надувные круги и много другое.

Если мы посмотрим вокруг себя, то обнаружим, что банковские карты выполнены из поливинилхлорида, мебель для дачи – из жёсткого ПВХ, напольные покрытия – из гибкого ПВХ.

Упаковка – это отдельная сфера использования поливинилхлорида. Упаковка для зубной пасты, шампуня, крема, корпус сотового телефона и т.п.

На долю упаковки идет следующее распределение:

• Пленка жёсткая – 51%.
• Бутылки – 35%.
• Пленка мягкая – 11%.
• Крышечки для бутылочек – 3%.

Недостатки поливинилхлорида

Можно выделить лишь один небольшой недостаток, присущий поливинилхлориду – при длительно нахождении на солнце может произойти фотодеструкция. В следствие чего материал станет хрупким и потеряет свою эластичность. Но как же из него делают оконные профили, спросите вы? Данный недостаток устраняется введением светопоглащающих красителей, которые теряют цвет сами, не давая лучам взаимодействовать с ПВХ.

Безопасность использования поливинилхлорида

Поливинилхлорид – слаботоксичное вещество. При разложении могут образовываться продукты, вызывающие раздражение дыхательных путей. Осевшая пыли ПВХ пожароопасна.

Каждый наверно слышал байки, о том, что ПВХ окна вредны, они убивают, отправляют людей. Но давайте вспомним о том моменте, что из поливинилхлоридных материалов производят кучу всего для медицины и что здравоохранение провело множество тестов прежде, чем убедилось в безопасности применяемых вещей. Так почему тогда, окна, выполненные из такого же материала, что и катетер, установленные в вене больного окажутся опасными? Тут все просто, окна могут быть опасными, они могут выделять вредные вещества, если выполнены из некачественных материалов, дешёвых, токсичных. Поэтому, материалы для отделки дома нужно закупать в сертифицированных организациях, а не где «дешевле», тогда и боятся не чего. Медицинский же персонал не покупает в дешёвых интернет-магазинах перчатки и маски, они обращаются к надежным поставщикам, производителям.

Автор:
Гарифуллина Надежда Николаевна
Все статьи этого автора

Последние статьи автора:
Что относится к природным полимерам Полибутилен – полимер для производства труб

Поливинилхлорид | это… Что такое Поливинилхлорид?

Поливинилхлорид (ПВХ, полихлорвинил, винил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.) — бесцветная, прозрачная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе, но обладает малой морозостойкостью (−15 °C). Нагревостойкость: +65 °C.

Химическая формула: [-CH₂-CHCl-]_n. Международное обозначение — PVC.

Физические и химические свойства

Молекулярная масса 9—170 тыс.; плотность — 1,35—1,43 г/см³. Температура стеклования — 75—80 °C (для теплостойких марок — до 105 °C), температура плавления — 150—220 °C. Трудногорюч. При температурах выше 110—120 °C склонен к разложению с выделением хлористого водорода HCl.

Растворяется в циклогексаноне, тетрагидрофуране (ТГФ), диметилформамиде (ДМФА), дихлорэтане, ограниченно — в бензоле, ацетоне. Не растворяется в воде, спиртах, углеводородах; стоек в растворах щелочей, кислот, солей.

Предел прочности при растяжении — 40—50 МПа, при изгибе — 80—120 МПа. Удельное электрическое сопротивление — 10¹² — 10¹³ Ом·м.

Устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, бензина, керосина, жиров, спиртов, обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Тангенс угла потерь порядка 0,01—0,05.

Получение

Получается суспензионной или эмульсионной полимеризацией винилхлорида, а также полимеризацией в массе.

Применение

Применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства листов, труб (преимущественно хлорированный поливинилхлорид), пленок, пленок для натяжных потолков, искусственных кож, поливинилхлоридного волокна, пенополивинилхлорида, линолеума, обувных пластикатов, мебельной кромки и т. д. Также применяется для производства грампластинок (т. н. виниловых), профилей для изготовления окон и дверей.

Поливинилхлорид также часто используется в одежде и аксессуарах для создания подобного коже материала, отличающегося гладкостью и блеском. Такая одежда широко распространена в альтернативных направлениях моды, среди участников готической субкультуры и сторонников сексуального фетиша.

Поливинилхлорид используют как уплотнитель в бытовых холодильниках, вместо относительно сложных механических затворов. Это дало возможность применить магнитные затворы в виде намагниченных эластичных вставок, помещаемых в баллоне уплотнителя.

Также находит широкое применение в пиротехнике как донор хлора, необходимого для создания цветных огней.

Безопасность

Основной проблемой, связанной с использованием ПВХ, является сложность его утилизации — при сжигании образуются высокотоксичные хлорорганические соединения, например диоксины, являющиеся канцерогенами.

См. также

• Винилхлорид
• Винипласт
• Пластикат
• Модификатор текучести

Литература

Химический энциклопедический словарь. Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — 792 с.

Ссылки

• Всё о поливинилхлориде (ПВХ он же PVC). История, получение, свойства, переработка

применений ПВХ — ECVM

ПВХ — это универсальный, прочный, доступный и пригодный для повторного использования пластиковый материал, используемый для широкого спектра применений, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни.

Как используется ПВХ?

Поливинилхлорид (ПВХ) является одним из наиболее часто используемых пластиков в мире. Мировое использование поливинилхлоридной смолы превышает 40 миллионов тонн в год, и спрос на нее растет. Во всем мире использование ПВХ растет в среднем на 3% в год, при этом более высокие темпы роста наблюдаются в развивающихся странах.

В странах ЕС-28 ежегодно производится около 6,5 млн тонн изделий из ПВХ. Годовое потребление смолы ПВХ в Европе составляет 5 млн тонн, что составляет 10% всех пластиков, используемых в Европе.

Благодаря своей исключительной универсальности ПВХ используется в бесконечном множестве продуктов, которые так или иначе улучшают нашу повседневную жизнь.

Для чего используется ПВХ?

Разнообразие областей применения ПВХ бросает вызов воображению. В быту они окружают нас повсюду: строительные профили, медицинские приборы, кровельные мембраны, кредитные карты, детские игрушки, трубы для воды и газа. Немногие другие материалы столь же универсальны или способны соответствовать таким строгим требованиям. Таким образом, ПВХ способствует творчеству и инновациям, открывая новые возможности каждый день.

Медицинские приборы

Кабели

Окна

Кредитные карты

Кровельные мембраны

Надувные лодки

Лопасти ветряных турбин

Зачем использовать ПВХ?

Просто потому, что изделия из ПВХ делают жизнь безопаснее, приносят комфорт и радость, помогают сохранять природные ресурсы и бороться с изменением климата. И, благодаря отличному соотношению цены и качества, ПВХ обеспечивает доступ к своей продукции людям с любым уровнем дохода.

Как ПВХ делает мир более безопасным?

Есть много причин, по которым ПВХ и безопасность связаны. Благодаря непревзойденным техническим свойствам ПВХ является наиболее используемым материалом для спасательных и одноразовых медицинских изделий. Например, медицинские трубки из ПВХ не перегибаются и не ломаются, их легко стерилизовать. Из-за огнестойкости ПВХ провода и кабели в оболочке из ПВХ предотвращают потенциально смертельные электрические аварии. Кроме того, ПВХ является прочным материалом. Используемый в автомобильных компонентах ПВХ помогает снизить риск получения травм в случае аварий.

Как ПВХ делает мир более безопасным?

Есть много причин, по которым ПВХ и безопасность связаны. Благодаря непревзойденным техническим свойствам ПВХ является наиболее используемым материалом для спасательных и одноразовых медицинских изделий. Например, медицинские трубки из ПВХ не перегибаются и не ломаются, их легко стерилизовать. Из-за огнестойкости ПВХ провода и кабели в оболочке из ПВХ предотвращают потенциально смертельные электрические аварии. Кроме того, ПВХ является прочным материалом. Используемый в автомобильных компонентах ПВХ помогает снизить риск получения травм в случае аварий.

Как ПВХ помогает сохранять природные ресурсы и бороться с изменением климата?

ПВХ по своей природе является низкоуглеродным материалом, который потребляет меньше первичной энергии, чем многие другие материалы, и, что важно, его легко перерабатывать.

Большинство изделий из ПВХ также очень долговечны и требуют минимального обслуживания и ремонта. Например, срок службы водопроводных и канализационных труб из ПВХ составляет более 100 лет. А современные автомобили служат много лет, потому что ПВХ защищает днище от воды и коррозии.

А как насчет эстетики?

Выдающиеся функциональные и экологические характеристики далеко не все, что может предложить ПВХ. Художники широко использовали ПВХ на протяжении десятилетий, так как он играет важную роль в красоте и эстетике. В моде, мебели и всех видах аксессуаров для интерьера и экстерьера ПВХ открывает функциональные и дизайнерские возможности, которые одновременно привлекательны визуально и принципиально практичны. Короче говоря, ПВХ позволяет нам жить лучше, богаче и, возможно, даже красивее.

Для чего используется ПВХ

Перейти к содержанию

Для чего используется ПВХ?

ПВХ — искусственный твердый полимер и один из наиболее часто используемых пластиков в мире. Этот пластик известен под своим полным названием поливинилхлорид, просто как винил и, возможно, наиболее известен под аббревиатурой: ПВХ. Поливинилхлорид производится в результате реакции химического синтеза, которая позволяет изготавливать ПВХ во многих формах продукта, предназначенных для различных применений. ПВХ — универсальный материал, который можно производить как в гибком ( ПВХ ) или жестких ( НПВХ ) форм, цветных или полупрозрачных, в соответствии с требуемыми формами и размерами. Что касается ПВХ, то существует как минимум семь (7) основных областей применения, в которых используется этот широко используемый материал. Если вы хотите лучше понять пластиковый ПВХ, а также то, как и для чего он используется, читайте дальше, пока мы исследуем наиболее распространенные области применения ПВХ.

1. Водопровод и трубы

Прежде всего, использование ПВХ в водопроводных сетях и трубах в совокупности считается самым большим применением ПВХ по количеству и массе. Использование ПВХ для обработки воды также было одним из первых сценариев внедрения ПВХ в современное общество и инфраструктуру после его открытия. Поливинилхлоридная смола может быть отформована методом экструзии в трубы различного диаметра и длины, которые предназначены для подачи воды в здания, сооружения и оборудование. Производство и модификация водопроводных труб из ПВХ является строго регламентированным процессом, который контролируется государственными и независимыми органами в Северной Америке. Стандарты, установленные FDA, ANSI, NSF и ASTM, определяют, какие материалы и/или добавки приемлемы для ПВХ при использовании в сценариях обращения с водой. Согласно правилам, ПВХ считается нетоксичным, безопасным в долгосрочной перспективе вариантом материала, который подходит для сценариев с питьевой водой, непитьевой водой и технологической водой. Другие правила обслуживания и сантехники могут контролировать пригодность труб из ПВХ для конкретных водопроводных установок. Это общее применение ПВХ рекомендуется для подачи ненагретой воды только из-за довольно низкого температурного порога материала.

2. Обработка и контроль отходов

Второй по частоте использования ПВХ используется для обработки и контроля отходов. ПВХ используется для отходов в современной социальной инфраструктуре от домов до коммерческих зданий и промышленных предприятий. ПВХ в виде труб используется в канализации, транспортировке сточных вод, а также в дренажах и вентиляционных отверстиях, связанных с конструкциями и оборудованием. Раковины, туалеты и производственное оборудование для обработки жидкостей являются примерами, в которых используются дренажные, сливные и / или вентиляционные трубы из ПВХ. Такое использование ПВХ в сценариях DWV возможно благодаря синтетическим свойствам ПВХ, а именно стойкости к истиранию, повышенной гибкости и прочности на изгиб, его устойчивости к коррозии и ржавчине, а также его устойчивости к росту микробиологической пленки. Эти свойства ПВХ резко контрастируют с металлическими трубами и указывают на то, почему ПВХ часто выбирают для обработки сточных вод, вентиляции и управления отходами.

3. Обращение с химическими веществами, доставка, обработка или передача

Химическая совместимость и переносимость могут значительно различаться в зависимости от конкретного рассматриваемого химического вещества. По сравнению с металлическими/черными вариантами, ПВХ способен обрабатывать определенные химические вещества, которые не могут использовать металлические материалы, такие как кислоты на основе водорода — например, соляная кислота. Содержание хлора в трубах и оборудовании из ПВХ обеспечивает повышенную стойкость материала к химическому воздействию, деградации, а также огню, распространению пламени. В результате сантехника из ПВХ сортамента 80 часто используется при обработке химических веществ, производственных процессах, доставке и транспортировке. Общие химические вещества для этого использования ПВХ включают: органические и неорганические кислоты, ангидридные кислоты, спирты, углеводороды, аммиак, щелочи, галогены, соли и окисляющие кислоты.

4. Инфраструктура зданий и конструкционные материалы

Использование ПВХ для нужд инфраструктуры и в качестве строительного конструкционного материала увеличилось за последние несколько десятилетий в связи с растущим спросом на более дешевые, но эффективные материалы. Альтернатива дереву и другим строительным материалам. Ведущее использование труб из ПВХ для инфраструктуры зданий — это вентиляция и обработка выхлопных газов. В вентиляции зданий ПВХ часто используется для прокладки воздуховодов для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Воздуховоды из ПВХ или ХПВХ являются предпочтительной трубой, специально разработанной для этих применений. Винил (ПВХ) также часто используется в производстве сайдинга вдоль домов и рам вокруг дверей и окон. Использование винила для этого применения способствует теплоизоляции здания, повышая его устойчивость к перепадам температур. Виниловые рамы и сайдинг также известны своей устойчивостью к росту водорослей и плесени. С точки зрения долгосрочной пригодности ПВХ может обеспечить срок службы, который способен пережить использование конструкции, на которую он предназначен.

5. Покрытия и кабельная изоляция

Поливинилхлорид обладает отличной тепло- и электропроводностью. Эти свойства ПВХ способствовали использованию винила в качестве покрытий и изоляционных рукавов для электрических кабелей, проводов, компонентов и схем. Многие обычные провода и электрические компоненты в современной электронике имеют виниловое покрытие или проходят через стандартную трубу из ПВХ, воздуховод или гибкую трубу. Виниловое покрытие предназначено для защиты от воздействия человека или окружающей среды, перегрева, короткого замыкания и других опасных ситуаций, которые могут возникнуть при работе с электричеством.

6. ​​Предметы медицинского назначения

Благодаря подтвержденной исследованиями классификации ПВХ как инертного, не выделяющего токсины, коррозионностойкого материала, ПВХ играет важную, неотъемлемую роль в отрасли здравоохранения. ПВХ — это материал, который используется для изготовления прозрачных пакетов и трубок, которые используются для обработки, хранения и доставки крови, внутривенных жидкостей и лекарств пациентам. Разработка таких продуктов из ПВХ способствовала появлению современных банков крови, а также современной медицинской практики, которая ежегодно помогает лечить или спасать жизни людей. Использование ПВХ в здравоохранении позволило расширить возможности врачей, фельдшеров и т.п. по оказанию помощи нуждающимся.

7. Формованные изделия из ПВХ

Формованные изделия из ПВХ представляют собой широкий спектр того, для чего ПВХ используется в современном мире. Благодаря способности поливинилхлорида поддаваться разнообразным манипуляциям, его можно использовать в производстве почти бесконечного ассортимента изделий, отформованных из необработанного ПВХ-материала. Винил является термопластом и поэтому нагревается до расплавленного состояния. В расплавленном состоянии ПВХ можно манипулировать и превращать в почти бесконечное разнообразие форм, размеров, толщины, прозрачности и цветов, и это делается для производства почти бесконечного разнообразия продуктов, которые производятся каждый день.