почему мы используем именно поливинилхлорид?

Перед тем, как заказать технические шторы, полезно узнать, из чего они изготавливаются. ПВХ – это широко известная аббревиатура для поливинилхлорида. В латинской транскрипции он называется PVC. Для изготовления этого вида пластмассы применяется побочный продукт перегонки нефти и минеральные соли, из которых получают хлор. Несмотря на то, что последний считается ядом и даже применялся в боевых действиях, в связном виде он не представляет угрозы. Упоминать о молярной массе и молекулярном строении не станем, так как эта информация справочного характера и для рядового покупателя смысловой нагрузки не несёт.

В чистом виде ПВХ прозрачный и не имеет цвета. В изделиях применяется материал, выработанный с использованием пластификаторов. Они добавляются для улучшения тех или иных характеристик поливинилхлорида.

Потребительские свойства

По сравнению с традиционными материалами, такими как дерево, металл и стекло, ПВХ отличается низкой стоимостью и практичностью в применении. Данный материал довольно прочен, устойчив к воздействию химических веществ с щелочной и кислотной реакцией, не портится от соприкосновения с техническими маслами и спиртами. Широкое применение в электрике поливинилхлориду обеспечивают его диэлектрические свойства. Важно также отметить то, что ПВХ благодаря хлору и пластификаторам не поддерживает горение и обладает свойством самозатухания, поэтому из него изготавливают технические шторы. Стоит, однако, учесть, что при продолжительном воздействии высоких температур поливинилхлорид разрушается с выделением токсичных продуктов распада, которые представляют угрозу для здоровья человека и животных.

Применение ПВХ

Сложно назвать сферу деятельности человека, в которой не используется поливинилхлорид. Сегодня он сопровождает нас с самого рождения, ведь из него изготавливаются соски, бутылочки для кормления, а также игрушки, ванночки, кроватки, манежи и другие товары для детей. В медицине ПВХ применяется в производстве шприцов, капельниц, а также ёмкостей для цельной крови, стерильных перчаток, упаковок для медикаментов.
Прочность, устойчивость к воздействиям, а также биологическая совместимость позволяет использовать поливинилхлорид как для наружного применения, так и внутри человеческого тела.

Следующей сферой, где ПВХ применяется весьма широко, является транспорт. Как легковые автомобили, так и автобусы, троллейбусы, трамваи и грузовики имеют множество элементов из поливинилхлорида. В основном это фрагменты отделки салона, дверные панели, изоляция в электрике, а также всякого рода уплотнители и покрытия. В истории автомобилестроения ПВХ пришел на смену традиционным материалам и помог не только снизить производственные затраты, но и уменьшить вес, а значит сделать машины более экономичными. Сегодня каждый выпускаемый автомобиль несёт на борту более дюжины килограмм изделий из ПВХ.

ПВХ в строительстве

Если говорить о строительстве и отделке, то, начиная от пола и до потолка помещения, изделия из ПВХ встречаются на каждом шагу. Этот материал встречается в большинстве изготавливаемых линолеумов, а также при производстве натяжных потолков. Пространство стены от пола и до потолка нередко покрывают моющиеся обои, устойчивые к воздействию воды и чистящих средств благодаря тонкой ПВХ плёнке. Проёмы в стене оборудуются окнами из поливинилхлорида, которые уже завоевали репутацию современных и наиболее тёплых. Балконные двери, а также множество дверей в промышленных и торговых предприятиях также выполнены из ПВХ профиля. Благодаря прочности и устойчивости к различным атмосферным воздействиям поливинилхлорид широко применяется во внешней отделке зданий. Он не подвержен гниению и коррозии, поэтому может защищать внутренние поверхности из древесины и металла. Из ПВХ изготавливается большая часть канализационных труб и сантехнического оборудования. Антибактериальные свойства также делают данный материал незаменимым при отделке промышленных помещений, особенно связанных с пищевым производством и медициной.

Шторы ПВХ

Гибкие полосовые завесы используются во множестве предприятий для сохранения температурного режима, а также для защиты от шума, пыли, птиц и насекомых. Оборудование въездных ворот ПВХ завесами уже фактически стало индустриальным стандартом. Невысокая цена и прочность шторы позволяет окупать затраты на её приобретение буквально за один сезон. Пластификаторы дают возможность изготавливать как пвх прозрачный, так и разноцветный материал.

Безопасность ПВХ

Широкое применение поливинилхлорида, как в пищевой промышленности, так и в медицине, недвусмысленно свидетельствует о том, что данный материал можно долго и эффективно эксплуатировать без каких-либо последствий для здоровья человека. При этом важно соблюдать требования, которыми производители сопровождают свои изделия, и не создавать условий для того, чтобы пластик начал разрушаться. В общем случае нагрев изделия из ПВХ до температуры выше 90 градусов категорически недопустим. Это же ограничение распространяется и на шторы ПВХ. Также не следует допускать сжигания мусора, содержащего изделия из поливинилхлорида, вне специализированных промышленных печей. Подобное действие может высвобождать значительные количества диоксина – яда, опасного как для человека, так и для животных. Причём яд может распространяться на десятки и сотни километров. Ещё один источник вреда, связанный с продукцией из ПВХ, кроется в процессе производства. Значительное количество вредных веществ попадает в окружающую среду из-за деятельности заводов, выпускающих продукцию. С другой стороны, даже полный отказ от данного компонента, если бы он и был возможен, не сможет изменить ситуацию к лучшему, так как потребуется большее количество других материалов, производство которых также оставляет экологических след. Стоит подчеркнуть, что технологически продукция из поливинилхлорида подлежит переработке с целью повторного использования. В настоящий момент эта возможность реализована не полностью, так как не всегда целесообразна с экономической точки зрения.

Подводя итоги, можно сказать, что ПВХ – современный, практичный и популярный материал, совершенно безопасный при эксплуатации в штатном режиме. Правильное его использование, в том числе приобретение шторы пвх, позволяет экономить средства и получать конкурентные преимущества.

Свойства поливинилхлорид и его важность для человека

16.02.2023

Поливинилхлорид является одним из старейших искусственных материалов – промышленный метод его производства был запатентован еще в 1912 году немецким ученым Фрицем Клатте. Его решение подразумевало использование трудно воспламеняемого поливинилхлорида вместо легко воспламеняемого целлулоида.

Как получают поливинилхлорид?

Для получения ПВХ используются специальные смесители, в которых происходит полимеризация винилхлорида. Процесс подразумевает постепенное увеличение молекул, которые более известны как полимеры. Чтобы получить ПВХ, применяют несколько компонентов, включая дихлорэтан, стабилизаторы и наполнители.

Поливинилхлорид трудно поддается переработке, поэтому, чтобы его можно было использовать для изготовления какой-либо продукции, его смешивают с пластификаторами. Их процентное содержание зависит от свойств, которыми должен обладать готовый продукт. В связи с этим колеблется и уровень жесткости.

Изготавливают ПВХ тремя способами:

• При помощи шариковой полимеризации. Она сопровождается применением закрепителей, которые придают структуру, напоминающую жемчуг.
• Посредством эмульсионной полимеризации. Ею называют реакцию с использованием поверхностно-активных веществ.
• Путем объемной полимеризации. Это наиболее популярный способ, что объясняется минимальным присутствием примесей.

Свойства и особенности поливинилхлорида

ПВХ очень популярен. По частоте применения поливинилхлорид уступает только полистиролу, полипропилену и полиуретанам. Это связано с эксплуатационными свойствами сырья. К ключевым, например, относится легкость обработки, такой как истирание, гибка и фрезерование. Также материал способен переносить серьезные нагрузки. Среди других ценных свойств ПВХ:

• Устойчивость к воздействию влаги.
• Устойчивость к щелочам, кислотам и солевым растворам.
• Отсутствие токсичности и неприятных запахов.
• Возможность использования в условиях низких и высоких температур.

Также ПВХ отличается низким коэффициентом теплопередачи, трудно поддается горению, а также выступает в роли изолирующего материала. Помимо прочего поливинилхлорид не пропускает жир и химические вещества в свою структуру и устойчив к накоплению микроорганизмов с патогенными свойствами.

Области применения поливинилхлорида

ПВХ – один популярнейших пластиков. Он является составляющей более чем 3000 различных видов материалов и изделий для многих сфер. В частности, ПВХ находит применение в следующих направлениях:

• В рекламе – при изготовлении вывесок, рекламных и выставочных стендов, плафонов, пластиковых билбордов.
• В строительстве – для получения перегородок, обшивки, деталей интерьера, вентиляционных систем. В последнем случае с его помощью изготавливают шланги, трубы, перекрытия, желоба и элементы кожухов.
• В промышленности – для производства панелей управления, конструкций, устойчивых к воздействию коррозии, а также контейнеров и упаковок.
• Для изготовления элементов одежды, таких как специализированная обувь, каски и жилеты.
• В медицине – например, его используют в качестве важного компонента в производстве протезов, слуховых аппаратов, шприцов, пленок и трубок. В этом случае применяют специальный медицинский ПВХ.

С учетом постоянных изменений, происходящих в мире, а также роста потребностей появляются все новые идеи, касающиеся ПВХ. Это означает, что даже с учетом разнообразия сфер применения, в материале все еще остается огромный потенциал.

Вреден ли ПВХ для человека?

Существует миф, согласно которому поливинилхлорид является токсичным веществом и чрезвычайно вреден для организма человека. Впервые об этом стали говорить в конце 90-х, когда ПВХ начал набирать популярность и стал своего рода угрозой для традиционных на тот момент строительных и промышленных материалов. Однако, в наши дни все серьезные обвинения в адрес ПВХ давно опровергнуты и не существует никаких законодательных документов, запрещающих его применение.

Однако, необходимо учитывать, что помимо самого поливинилхлорида в современном материале чаще всего присутствуют различные добавки, чтобы сделать его более прочным и износостойким. Полностью безвреден только чистый ПВХ, в то время как добавки могут оказывать определенное негативное влияние, в особенности если содержатся в нем в большом количестве.

Особенно это касается фталатов, которые могут вызывать заболевание почек, печени, а также онкологию. Да, фталатные пластификаторы DEHP и DOP запрещены, но существуют разрешенные DOA, DINP, DNOP и DIDP. Поэтому, при покупке ПВХ всегда нужно обращать внимание на состав и процентное содержание добавок.

Возврат к списку

Поделиться:

Механические свойства ПВХ

Механические свойства неизбежно являются важными свойствами, поскольку большинство конечных применений связано с механическими нагрузками при определенных условиях эксплуатации. ПВХ, как и другие термопласты, является вязкоупругим материалом, механические свойства которого зависят от времени, температуры и нагрузки. Как правило, необходимо учитывать влияние рабочей среды. Типичные механические свойства представлены следующим образом:

Твердость

Твердость определяется как сопротивление материала деформации, в частности остаточной деформации, вдавливанию или царапанью. Это относительный термин, и его не следует путать с износостойкостью и стойкостью к истиранию.

Испытание на твердость используется для измерения относительной твердости мягких материалов и основано на проникновении в материал определенного индентора при определенных условиях. Используются два типа дюрометров, отличающихся формой и размерами индентора. Никакие единицы не относятся к числам твердости. Твердость по Шору A используется для относительно мягких материалов, а твердость по Шору D – для более твердых материалов. Содержание и тип пластификатора влияют на твердость по Шору А.

Испытание на твердость по Роквеллу (ISO 2039-2) может также применяться для составов из жесткого ПВХ. Это измеряет чистое увеличение глубины отпечатка по мере того, как нагрузка на индентор увеличивается от фиксированной незначительной нагрузки до большой нагрузки, а затем возвращается к незначительной нагрузке. Числа твердости (без единиц) в порядке возрастания твердости представляют собой шкалы R, M и E для пластмасс. Чем выше число в каждой шкале, тем тверже материал. В различных шкалах твердости по Роквеллу используются стальные шарики разного размера и разные нагрузки. Жесткий ПВХ имеет твердость по шкале Роквелла R 80–110 в зависимости от марки. Это можно сравнить с ПП на 90 R, поликарбонат (PC) при 124 R, ABS при 75–115 R, PS при 100 M и PET при 196 M. его врозь и можно определить, до какой степени растягивается материал перед тем, как сломаться. В лабораторных условиях испытания на растяжение проводят при постоянной скорости деформации.

После достижения высокой прочности на растяжение под действием растягивающей нагрузки жесткий ПВХ течет пластически по мере снятия растягивающего напряжения до тех пор, пока не произойдет пластическое разрушение.

Модуль упругости (модуль Юнга) — это сила, необходимая для удлинения материала. Для НПВХ модуль упругости при растяжении находится в районе 3,5 ГПа. Модуль 100% представляет собой отношение напряжения к деформации при 100% растяжении. В составах ПВХ-П на это влияет содержание и тип пластификатора.

показывает взаимосвязь между модулем 100% и твердостью по Шору А.

Свойства при изгибе

Измерение свойств при изгибе измеряет поведение напряжение-деформация в режиме изгиба. Прочность на изгиб – это способность материала выдерживать изгибающие усилия, приложенные перпендикулярно его продольной оси. Индуцированные напряжения представляют собой комбинацию сжимающих и растягивающих напряжений.

Модуль упругости при изгибе является мерой жесткости в начальной части процесса изгиба. На рисунках 4.4 и 4.5 показано влияние температуры на модуль упругости. Как и ожидалось, влияние модификатора ударопрочности снижает модуль упругости. Также можно увидеть превосходный модуль упругости при более высоких температурах для PVC-C. Увеличение содержания пластификатора снижает модуль упругости при изгибе.

Ударные свойства

Ударные свойства связаны с ударной вязкостью материала, при этом ударная вязкость определяется как способность ПВХ поглощать приложенную энергию. Ударопрочность — это способность сопротивляться разрушению при ударной нагрузке или способность сопротивляться разрушению при нагрузке, приложенной на высокой скорости.

Распространено использование маятникового копра (установленного для различных головок бойка и опор для образцов, соответствующих методам испытаний на удар по Шарпи, Изоду или растяжению), результаты которого выражаются в виде кинетической энергии, потребляемой маятником для разрушения образец. Результатом испытания обычно является среднее значение для 5 или 10 испытуемых образцов. Испытания по Шарпи или Изоду являются наиболее распространенными испытаниями ударопрочного ПВХ.

Образец обычно имеет надрез, при этом форма надреза обычно представляет собой V-образный надрез, но может быть и U-образный надрез. Глубина и геометрия надреза могут варьироваться в зависимости от конкретного метода испытаний. Надрезы создают область концентрации напряжений, которая способствует отказу. Характер разрушения следует также отметить в отношении хрупкого (разрушение без текучести) и пластичного (материал выходит из строя в дополнение к растрескиванию). Ударная вязкость немодифицированного жесткого ПВХ с надрезом значительно ниже из-за чувствительности к надрезу. Ударная вязкость немодифицированного ПВХ по-прежнему хорошая, при условии, что на поверхности не образуются надрезы. Испытание на удар с надрезом широко используется в качестве экономичного метода контроля качества для оценки чувствительности к надрезу и ударной вязкости. Точность прорезания надрезов имеет решающее значение, и для получения точных и воспроизводимых результатов доступно специальное оборудование для прорезания надрезов. В испытании на удар по Изоду (ASTM D256 и ISO 180), наиболее распространенном в США, используется маятник, который качается на своем пути и ударяет по образцу с надрезом, закрепленному на одном конце, толщиной 9 мм.0003

где сделана выемка. Потерянная энергия, т. е. необходимая для разрушения образца, измеряется по раскачиванию маятника после удара. Результат выражается в виде потерь энергии на единицу толщины образца (Дж/см) для метода ASTM или потерь энергии на единицу площади поперечного сечения в надрезе (Дж/м2) для метода ISO при стандартной температуре (обычно 23 °С). Минимальное требование к оконному профилю в США и при использовании этого метода испытаний составляет 5,3 кДж/м2 при измерении по методу ISO.

Испытание по Шарпи с одним V-образным надрезом (BS EN ISO 179, радиус надреза 0,1 мм) широко распространено в Великобритании и основано на горизонтально смонтированном образце, который поддерживается незажатым с обоих концов. Маятниковый молоток (с фиксированной кинетической энергией) ударяет по образцу на толщину, противоположную стороне с надрезом. Трещина распространяется на противоположную от удара сторону. Минимально допустимое значение для этого метода составляет 12 кДж/м2 для оконного профиля. Хрупкое разрушение является обычным явлением для этого метода испытаний.

ИСО 179-1 (радиус надреза 0,25 мм) также можно использовать критерий Шарпи с одиночной надрезом.

В тесте Шарпи с двойным V-образным надрезом (ISO 179-1), обычно используемом в Германии, результаты которого приведены в первой таблице, V-образный надрез делается на противоположных краях испытуемого образца с надрезами точно напротив каждого другой. Маятник ударяет по торцу горизонтального образца между надрезами, при этом распространение трещины происходит под прямым углом к ​​месту удара. Пластичное поведение возникает при испытании на удар. Для оконного профиля требуется не менее 40 кДж/м2. Этот тест также используется

для проверки устойчивости к ударным нагрузкам после искусственного старения. Новый европейский стандарт для оконных профилей из НПВХ, EN 12608, ввел новый тест Шарпи, ISO 179-2 (0,25 мм с одним V-образным надрезом), для количественной оценки ударопрочности. Испытание Шарпи с двойным V-образным надрезом

с радиусом надреза 0,25 мм также указано в этом стандарте для оценки сохранения ударной вязкости прессованного профиля после искусственного воздействия атмосферных условий. Испытание должно проводиться на приборном оборудовании на образцах, вырезанных из фрезерованной и прессованной пластины толщиной 4 мм. Эта пластина может быть изготовлена ​​либо из измельченного профиля, либо непосредственно из сухой смеси или компаунда. Для ударопрочного модифицированного материала минимально допустимый уровень составляет 20 кДж/м2. Ведутся серьезные споры о том, что такое испытание на удар не принимает во внимание переменные обработки или влияние толщины профиля.

Усталость

Усталость определяется как снижение несущей способности с течением времени под нагрузкой. В условиях постоянной нагрузки это называется статической усталостью или разрушением при ползучести. В среднем допустимое длительное напряжение изделия из пластмассы, работающего при температуре окружающей среды, не превышает одной пятой предела кратковременной прочности материала. Поскольку предел прочности при растяжении неармированных термопластов в основном находится в диапазоне 20–70 МПа, это предполагает диапазон температур окружающей среды 4–14 МПа для допустимых или безопасных напряжений. Существует множество полезных данных для термопластичных материалов для трубопроводов, которые подвергались длительным испытаниям под давлением при температуре окружающей среды и повышенных температурах. Допустимые безопасные статические растягивающие (кольцевые) напряжения на срок службы 100 000 часов (11,4 года) показаны в следующей таблице.

Динамическая усталость, то есть долговечность пластмасс при циклических нагрузках, обычно меньше, чем при статической нагрузке, при этом аморфные термопласты, такие как PVC-U, особенно чувствительны. Скорости роста трещин увеличиваются в 5000 раз при циклическом нагружении с уменьшением молекулярной массы (200 000–500 000).

Поливинилхлорид мягкий | Designerdata

Поливинилхлорид представляет собой аморфный полимер с очень широким диапазоном
Приложения. Жесткий ПВХ не содержит пластификаторов, но часто содержит
минеральные наполнители, такие как тальк и карбонат кальция, и используется в больших
количества в строительном секторе в водопроводных и канализационных трубах, окна
рамы и электрические трубы.
Когда в ПВХ добавляют пластификаторы, получается прочный и эластичный материал
.
полученный, известный как мягкий или пластифицированный ПВХ. Он широко используется в медицине
сектора из-за химической стойкости, биосовместимости и хорошего качества
стерилизуемость, например в контейнерах и пробирках для крови и
внутривенные растворы. ПВХ имеет низкую горючесть.
Свинцовые стабилизаторы в ПВХ заменяются экологически безопасными
.
доброкачественные альтернативы.
В связи с дискуссией о безопасности какого-то
пластификаторам проводится много исследований альтернатив.

Особые свойства
Плотность: ок. 1,1 — 1,5 г/см3 в зависимости от наполнителей и пластификаторов.

Механические свойства: Жесткий ПВХ является конструкционным материалом с высоким модулем Юнга.
Мягкий ПВХ, такой как материал монеты, обладает резиноподобными свойствами.

Термические свойства: Tg жесткого ПВХ = 81 °C. Мягкий ПВХ имеет Tg намного ниже комнатной
.
температура из-за пластификатора.

Химическая стойкость: Хорошая стойкость к УФ-излучению и стерилизации.

Цвет/поверхность
Жесткий и мягкий ПВХ может быть бесцветным и прозрачным с блестящим покрытием
поверхность. ПВХ легко окрашивается.

Обработка
Как жесткий, так и мягкий ПВХ можно перерабатывать как термопласт. Жесткий ПВХ
в основном выдавливается в листы, трубы и профили, но также может быть
литье под давлением. Мягкий ПВХ также можно экструдировать (пленки) и впрыскивать
формованный. ПВХ легко сваривается и склеивается.

Приложения
— Жесткий ПВХ: трубы, соединители труб, профили, оконные рамы,
электрические трубы, водосточные желоба, покрытие стен.
— Мягкий ПВХ:
Медицина: контейнеры и трубки для крови и внутривенных растворов,
катетеры, перчатки.
Потребитель: игрушки, надувные изделия, прозрачная пленка в палатках или
занавески для душа, садовые шланги, резиновые сапоги, виниловые полы.
Электроника: оболочка кабеля и накладки на кабели/разъемы.