Разновидности ПВХ, их производство и применение. Особенности производства и сополимеризации

Капли покрыты поверхностно-активным веществом, которое стабилизирует их во время реакции. Инициирование и полимеризация происходят внутри капель. После полимеризации автоклав содержит стабильную дисперсию мелких частиц ПВХ в воде. После этого последующие операции по получению конечного продукта аналогичны процессу эмульсионной полимеризации. Микросуспензия полимеризованного ПВХ используется для производства пластизолей и паст в сочетании с E-PVC. Эмульсионный и микрополимеризованный ПВХ составляет около 10% от общего объема производства ПВХ. Теперь о процессе массовой полимеризации или, если пользоваться более точной терминологией, полимеризации в массе.

Массовая (или объёмная) полимеризация VCM является двухстадийным процессом. На первой стадии (форполимеризация) необходимо энергичное перемешивание для получения желаемого гранулометрического состава. Мономер и инициатор заряжаются, и полимеризация идёт до конверсии около 10%, и в это время образующиеся частицы диспергируются в объеме VCM. На второй стадии (полимеризация) этот материал медленно перемешивают и добавляют дополнительный мономер и инициатор. Полимеризация продолжается до приблизительно 20% -ной конверсии, при которой весь жидкий VCM абсорбируется в пористую структуру зёрен, оставляя только сухой порошок. Полимеризация продолжается до конверсии 70-90%, и непрореагировавший винилхлоридный мономер извлекается.

Размер и диапазон частиц подобны суспензионному полимеру, но частицы имеют сферическую форму с более высокой насыпной плотностью. Востребованность этого материала связана с его высокой прозрачностью и хорошими пластифицирующими свойствами. Массовые и суспензионные полимеры сравнивали по морфологии частиц и абсорбции пластификатора при приготовлении порошкообразных шлаков. Теперь переходим к описанию сополимеров и терполимеров поливинилхлорида. Ряд коммерческих винилхлоридных сополимеров преимущественно состоит из звеньев VCM с сомономерными звеньями, случайно распределёнными в незначительных пропорциях. В этих случаях обычно используется процесс суспензионной полимеризации.

Привитые сополимеры, полученные полимеризацией VCM и прививкой полиакрилового эластомера, дают смолы с высокой объёмной плотностью для продуктов с высокой ударной вязкостью, подходящих для наружного применения. Отдельное добавление акрилатных модификаторов ударопрочности в состав ПВХ описано в соответствующей литературе, мы же кратко коснёмся этого вопроса ниже. Терполимерная система винилхлорид-этилен-винилацетат даёт продукты с превосходной ударной вязкостью, подходящие для наружных условий. Модификатор является 45% -ным винилацетатным (EVA) сополимером с привитым ПВХ. Модификация EVA зависит от молекулярной структуры.

Производятся винилхлорид-винилацетатные сополимеры, содержащие 5-15% винилацетата. Эти материалы, имеющие более низкую температуру стеклования, могут обрабатываться при значительно более низких температурах и особенно подходят для термоформования. Готовая продукция высокопрозрачна. Была исследована блоксополимерная система из ПВХ и полиэтиленкопропилена (EPM), полученная в результате ультразвукового облучения. Самым значимым сополимером поливинилхлорида является хлорированный ПВХ или ХПВХ (в западной литературе PVC-C, реже — CPVC). ХПВХ изготавливается путем хлорирования ПВХ-полимера, в результате чего содержание хлора увеличивается с 56% до примерно 66%. Хлорирование происходит главным образом в -CH2-группах вдоль полимерной цепи, так что получающаяся структура становится практически сополимером винилхлорида с 1,2-дихлорэтиленом.

Хлорирование ПВХ уменьшает силы притяжения между молекулярными цепями. ХПВХ также является по существу аморфным материалом. Оба эти фактора позволяют ХПВХ легче растягиваться и в большей степени, чем ПВХ, выше температуры стеклования. ХПВХ имеет температуру стеклования примерно на 50% выше, чем ПВХ, но также имеет более высокую вязкость расплава при обработке. Верхняя кратковременная рабочая температура для ХПВХ составляет примерно +100 °C, а постоянная: +80 °C, и по сравнению с ПВХ с его максимальной температурой эксплуатации +60 °C это позволяет использовать хлорированный ПВХ в большем количестве приложений. Трубы, молдинги и листы разрабатываются для использования при высоких температурах либо на основе ХПВХ, либо на основе смесей ХПВХ и ПВХ.