Разновидности ПВХ, их производство и применение. Характеристики ПВХ сырья

Смолы ПВХ полимеризуются с разной молекулярной массой в соответствии с конкретной технологией и требованиями конечного применения. Смола содержит случайное распределение молекулярных масс и может быть измерено среднечисленное, средневесовое и молекулярно-массовое распределение. Однако обычно для контроля производства используется вязкость разбавленного раствора смолы, и молекулярный вес может быть рассчитан по уравнению Марка-Хоувинка, выраженному через значение К или число вязкости. Коммерчески доступные сорта ПВХ поставляются в значениях K в диапазоне от 57 до 80. Различные методы используются и для измерения диапазона размеров частиц. Просеивание является наиболее распространённым методом, особенно для суспензионных смол, и может использоваться для измерения частиц размером более 30 микрон. Для частиц размером менее 100 микрон могут использоваться такие методы, как седиментация, оптическое и электрическое зондирование.

Насыпная плотность порошка является ещё одним важным свойством. Насыпная плотность определяет вес смолы, которая может храниться в сосуде, и количество, которое может удерживать смеситель. Это также имеет большое влияние на производительность экструдера. Объёмная плотность смолы зависит от её пористости, формы частиц и распределения частиц по размерам. Для суспензионной смолы объемная плотность обычно находится в диапазоне 450-650 кг/м3. Общая плотность основана на способности смолы занимать наименьшее пространство без физического искажения и обычно на 10-30% больше насыпной плотности. Другим важным фактором является время истечения порошка, поскольку оно определяет скорость и простоту выгрузки полимера из бункера или из смесителя. На это влияют форма частиц ПВХ, распределение по размерам и составные ингредиенты.

Теперь о ключевых добавках для ПВХ, без которых достичь нужных эксплуатационных характеристик материала в большинстве применений просто не представляется возможным. Составы ПВХ могут включать множество различных типов добавок, которые помогают придать широкий спектр физических и химических характеристик. Эта универсальность является основной причиной, почему ПВХ оказался настолько успешным в качестве коммерческого термопластика: от медицинских применений, таких как трубки и пакеты для крови, до применений с длительным сроком службы, таких как трубы, оконные рамы и конструкции для отвода дождевой воды. Уникальные полярные характеристики ПВХ позволяют включать в полимер широкий спектр соответствующих добавок. Основными группами добавок являются: термостабилизаторы, пластификаторы, модификатор ударопрочности, технологические добавки для лучшей обработки, смазки, наполнители, антипиреновые добавки и дымогасители. Также важными являются пигменты, пенообразователи, биоциды, модификаторы вязкости, антистатики, антиоксиданты, УФ-поглотители, добавки для сохранения прозрачности и связующие агенты.

Технологии обработки также важны для получения материалов с определёнными свойствами. Перед обработкой необходимо, чтобы добавки ПВХ и рецептуры были плотно объединены вместе в какой-либо форме миксера. Основными процессами производства являются экструзия, каландрование, литье под давлением, выдувное формование, ротационное формование и формование под давлением. Индустрия ПВХ состоит из производителей смол, компаундов, поставщиков добавок и переработчиков. Большинство переработчиков специализируются на процессах, связанных с приложениями PVC-U или PVC-P. В некоторых случаях, например при производстве труб и оконных рам, обработанный ПВХ продается непосредственно переработчиком. В других случаях переработчик передаёт ПВХ в виде «полуфабриката» другим компаниям.

В течение последних 30 лет было значительно рационализировано производство смолы. Основные участники отрасли ПВХ регулярно попадают в обзоры отрасли, составляемые аналитическими компаниями, поэтому отсылаем вас к отчётам, часть из которых мы уже переводили, а следующие появятся, как только будут опубликованы новые данные от международных аналитиков. Также нужно отметить, что соединения ПВХ, содержащие все необходимые добавки для конечного использования, поставляются в форме гелеобразных гранул, порошкообразной сухой смеси или жидкой пасты. Очевидно, что гелеобразную форму нужно только нагревать и обрабатывать с помощью соответствующего оборудования, тогда как порошковая сухая смесь или жидкая паста должны включать предварительную фазу гелеобразования на стадии обработки.

В Западной Европе производители смолы доминируют на рынке компаундов. Альтернативой покупке полностью сформулированного материала является смешивание на месте, и решение относительно того, продолжать ли закупку компаунда или делать его самостоятельно, зависит от объема и других факторов. Что касается производителей труб, то они нередко закупают сырьевой материал напрямую, после чего модифицируют его различными добавками под свои нужны. Покупать готовые компаунды для них нецелесообразно, поскольку такие составы, как правило, не удовлетворяют требованиям узкоспециализированных промышленных сегментов, которые являются целевыми для производителей промышленных пластиковых труб и трубопроводной арматуры. В следующей части поговорим об экологической безопасности поливинилхлорида.