Пластики, эластомеры и нанокомпозиты. ПВХ. Часть 1

В 1940-х годах винил использовался в больших количествах при прокладке проводов на судах для замены резиновой кабельной оболочки за счет превосходной огнестойкости винила. В 1950-х и 1960-х годах были разработаны гибкие коммерческие соединения и продукты, а также массово начали использоваться жесткие изделия из ПВХ, особенно бутылки и трубы. Пластичность ПВХ достигается за счет того, что он смешивается с пластификатором. Количество и тип пластификатора определяют, помимо прочего, гибкость, вязкость, применимость в медицине, а также они влияют на свойства горячего и холодного готового продукта. Примерами гибких изделий являются различные бытовые изделия и одежда, а также виниловые обои, мешки для хранения крови и капельницы, а также трубки, пленки для обертывания мяса, занавески для душа, изоляция проводов и покрытия металлических листов и других поверхностей. Жесткий ПВХ, для сравнения, не содержит пластификатора, но может содержать другие жесткие специфические добавки, такие как модификаторы ударопрочности.

Жесткие применения включают трубы, сайдинг, окна, ограждения и множество нестандартных профилей для мебели, автомобилей и промышленного оборудования. Некоторые из этих профильных изделий теперь также изготавливаются из жесткого вспененного ПВХ, что обеспечивает те же преимущества материала при меньшем весе. Будь то жесткий или гибкий, подавляющее большинство материала ПВХ используется в долговечных и износостойких приложениях. ПВХ имеет долгую историю использования в критически важных областях применения, таких как медицинские устройства, упаковка для пищевых продуктов, транспортировка питьевой воды и других. В результате, смолы, смеси и продукты из ПВХ соответствуют строгим национальным и международным стандартам, контролируемым агентствами такими, как американское FDA и европейское NSF International по ASTM и ISO соответственно. Таким образом, ПВХ является одним из самых изученных и критически оцененных материалов на рынке.

Далее заметим, что применимость ПВХ-смолы в основном определяется размером частиц и молекулярной массой. Мелкодисперсный ПВХ, полученный эмульсионной или дисперсионной полимеризацией, обычно смешивают в жидкую или пастообразную композицию и покрывают, наносят распылением, напылением или формованием либо некоторыми другими способами. ПВХ с крупными частицами, полученные суспензионной или массовой полимеризацией, обычно экструдируют, каландрируют или формуют под давлением. Вязкость расплава и свойства ПВХ на растяжение обычно зависят от его молекулярной массы. ПВХ образует довольно вязкий расплав; таким образом, чтобы избежать ухудшения от нагрева при сдвиге, обычно требуется смола с более низкой молекулярной массой (литье под давлением) или смола с пластифицированной структурой с более высокой молекулярной массой (оболочка провода и кабеля). Трубы, сайдинг и другие экструдированные изделия находятся в середине спектра молекулярных масс ПВХ.

Составы ПВХ разработаны для конкретных применений с особыми требованиями; таким образом, определенные добавки используются только в некоторых приложениях. Например, пластификаторы, используемые в кровельной мембране, могут быть неприемлемы для пищевой пленки. В некоторых случаях добавки рассматриваются и утверждаются для применения. Те же FDA и NSF International рассматривают и / или одобряют смолы и добавки для пищевых бутылей и питьевой воды соответственно. Соединения ПВХ могут содержать от 2 до 10-15 добавок и модификаторов. Стандартная практика в промышленности — основывать использование добавок на соотношении в 100 массовых долей смолы (phr), а не в процентах. Производители добавок поддерживаются организациями технической поддержки, которые разрабатывают добавки и составы для конкретных применений, поэтому следует обращаться за подробностями именно в эти организации, а не к конкретным производителям, которые могут предоставить документацию, но вряд ли проконсультируют заинтересованного специалиста по поводу отдельных свойств.