Физические и химические свойства поливинилхлорида

Прочность и другие механические свойства. Теперь о физических свойствах более подробно. Из механических свойств отметим достаточно высокую твёрдость поливинилхлорида и очень хорошую жёсткость. При этом механические свойства материала увеличиваются одновременно с увеличением молекулярной массы (что хорошо видно в представленных выше свойствах), однако значительно ухудшаются с повышением температуры, поскольку термостойкость поливинилхлорида очень низкая. Механические свойства твёрдого ПВХ (или так называемого непластифицированного поливинилхлорида, НПВХ или PVC-U) достаточно хороши: например, модуль упругости может достигать 1500-3000 МПа. Мягкий ПВХ (или его ещё называют гибкий ПВХ) в этом отношении уступает весьма значительно: 1.5-15 МПа. Относительное удлинение при разрыве составляет до 400% для мягкого и до 40% для твёрдого, непластифицированного поливинилхлорида. Если же говорить о прочности труб из ПВХ, то их можно назвать относительно устойчивыми к различным механическим нагрузкам, так как в результате достаточно продолжительных воздействий (например, давления извне) они могут деформироваться.

Термостойкость. Что касается термостойкости, то без какого-либо ущерба для себя изделия из ПВХ могут выдерживать температуру до +80 С (причём, кратковременно), и добавление термостабилизаторов здесь жизненно необходимо, чтобы гарантировать более-менее приемлемые свойства конечного продукта. Заметим, что при +80 С НПВХ начинает размягчаться, а при достижении +140 С материал уже начинает разлагаться (для сравнения полипропилен (блок и рандом-сополимеры) и сшитый полиэтилен (PEXa, PEXb) при таких температурах даже не плавятся). Тем не менее, коэффициент линейного расширения твердого ПВХ является не слишком большим и материал имеет довольно неплохую устойчивость к возникновению (но не воздействию) пламени, так как плавится поливинилхлорид очень даже хорошо, и это ведёт за собой и другие последствия в плане безопасности, о чём мы поговорим ниже.

Электропроводность. ПВХ является полимером с хорошими электроизоляционными свойствами, однако по электропроводности он всё же несколько выше так называемых неполярных полимеров, таких как полиэтилен и полипропилен, которые являются лучшими диэлектриками среди полимерных материалов. Если же говорить о поливинилхлориде, то он подходит в качестве изоляции к проводам и кабелям низкого напряжения, и может использоваться для некоторых кабелей среднего напряжения и низкочастотных изоляционных материалов. Что касается применения изоляции ПВХ для кабельных систем высокого напряжения, то здесь она не подходит категорически.

Химическая и биологическая стойкость и экологичность. Начнём с последнего: биологическая устойчивость ПВХ полностью зависит от типа материала. Так гибкий ПВХ, а также НПВХ обладают не слишком высокой устойчивостью к различным микроорганизмам, а вот ХПВХ в этом плане значительно лучше. Что касается типичного поливинилхлорида, который известен также, как RPVC, то есть ригидный поливинилхлорид, то здесь наблюдается очевидная деградация материала в процессе срока эксплуатации. Различные химические реакции с окружающей средой весьма значительно уменьшают среднюю молекулярную массу полимера, и так как механическая целостность пластмассы зависит от ее высокой средней молекулярной массы, износ неизбежно ослабляет материал. Ухудшение качества и нарушение целостности ПВХ приводит к появлению мелких трещин на поверхности, а микрочастицы, образующиеся на поверхности действуют подобно губке и впитывают различные органические загрязнители. Кроме того, эти микрочастицы часто заглатываются и различными микроорганизмами.