Разновидности пластиковых труб и их применение. ПВХ и его разновидности

ПВХ является одним из самых старых полимеров. Он был изготовлен в лаборатории еще в 1872 году, но методы производства не были запатентованы до 1912 года, когда Клатте в Германии и Остромысленский в России сделали это, работая независимо друг от друга. Коммерческое производство началось в Германии и США в 1930-х годах, когда ПВХ начали использовать в жестких и пластифицированных формах. Как обсуждалось ранее, использование экструдированной трубы началось в конце 1930-х годов и было вызвано проблемами военного времени 1940-х годов. Индустрия поставок ПВХ быстро росла в 1950-х и 1960-х годах. Материалы тогда были в основном в пластифицированном виде в качестве гибкого листового материала.

Развитие жестких форм (PVC-U) сдерживалось трудностями обработки и плохими эксплуатационными характеристиками, связанными с термоокислительной деградацией. Пластифицированный ПВХ, смесь полимера с совместимой вязкой жидкостью (такой как сложный эфир фталевой кислоты), можно обрабатывать при более низких температурах, где деградация менее серьезна, но продукт имеет ограниченную прочность и низкий модуль упругости. Разработка усовершенствованных ингредиентов для обработки и смешивания, которые могли бы противостоять деградации, привела к использованию PVC-U в изделиях с более толстыми стенками, включая трубы большого диаметра. Это открыло путь для значительного расширения его использования в напорных трубах.

Мировые мощности по производству ПВХ сейчас составляют около 50 миллионов тонн, из которых европейская промышленность выдаёт примерно четверть. Большая часть роста мощностей в последние годы была в Азиатско-Тихоокеанском регионе. За последние 20 лет европейская промышленность росла медленно (за исключением стран Восточной Европы), а спрос на рынке во многих секторах вырос. В результате разработки в значительной степени были направлены на снижение затрат и рационализацию производства. Торговля и слияние активов между крупными нефтехимическими компаниями является характерной чертой современной индустрии поставок.

Производство ПВХ исторически зависело от трех различных технологий: суспензия, эмульсия и другие процессы. Они производят полимер с похожей молекулярной структурой, но разной природой частиц. Эти изменения в частицах влияют на некоторые основные свойства ПВХ, но различия в механических свойствах маскируются дополнительным смешением с добавками, которые являются важным элементом в составе и свойствах любого конечного продукта. Способность модифицировать ПВХ композицией с низкомолекулярными добавками, жидкими или твердыми, и его совместимость с другими полимерами привели к большому разнообразию в потенциальном диапазоне доступных свойств. Из-за низкого уровня кристалличности и полярной природы его молекулярной структуры, ПВХ может быть смешан с большим количеством наполнителей, пластификаторов и совместимых полимеров, которые используются для изменения физических свойств, упрощения процесса обработки и снижения стоимости.

Эта высокая степень изменчивости материалов, классифицированных как ПВХ, в прошлом создавала ряд проблем, приводящих к плохой работе некоторых труб в течение срока службы. Жидкие пластификаторы могут быть добавлены для увеличения гибкости, а армирующие наполнители могут быть добавлены для увеличения жесткости. Для применений, где высокая прочность не требуется, ПВХ будет выдерживать относительно высокие нагрузки недорогого наполнителя, такого как карбонат кальция. ПВХ был одним из самых ранних термопластов, используемых в трубах, и до сих пор остается наиболее широко используемым полимером для строительства трубопроводов. Жесткая непластифицированная форма (НПВХ или PVC-U) обеспечивает хороший баланс свойств с приемлемыми затратами на весь срок службы.

Как материал труб, ПВХ, вероятно, наиболее привлекателен, когда воспринимается просто как замена металлических или керамических трубных изделий. Он прочнее и тверже полиэтилена и, в большинстве случаев, одинаково хорош с точки зрения химической и коррозионной стойкости. Однако прочность и твердость могут быть менее привлекательными характеристиками, если они связаны с большей склонностью к хрупкому режиму разрушения или чувствительностью к надрезу, и если они не позволяют изгибать трубу или «сдавливать» ее. Внутри универсального класса ПВХ существует множество вариантов как по типу материала, так и по производительности. Основная цель такого изменения полимерного материала заключается в улучшении вязкости разрушения обычных смол ПВХ.