Разновидности ПВХ, их производство и применение. Производство ПВХ. Другие способы

Этот тип подходит для пластизолей с низкой вязкостью, используемых в настенных и напольных покрытиях. Также используются и низкоскоростные планетарные миксеры, оснащённые вертикальными лопастями решетчатого типа, которые вращаются при помощи привода круговыми движениями вокруг чаши для смешивания. Может быть использована двухстадийная процедура смешивания, при которой все твёрдые вещества диспергированы в части пластификатора. Оставшийся пластификатор добавляют на второй стадии, тем самым улучшая смешивание пластизоли. Этот тип смесителя требует более продолжительного времени перемешивания, но подходит для паст с высокой вязкостью и отличается очень малым трением, возникающим в процессе смешивания. Все смесители обычно закрыты и оснащены вакуумной деаэрационной установкой, особенно необходимой для составов с прозрачным верхним покрытием и пены.

В случае ПВХ-пластизолей гелеобразование происходит на основе тепла, передаваемого материалу на стадии обработки. Влияние концентрации пластификатора на процесс гелеобразования и плавления изучено реологически. Гелеобразование происходит в несколько этапов в зависимости от скорости растворения частиц ПВХ, и повышение температуры необходимо при более высоких концентрациях пластификатора. Поведение пластизолей ПВХ было изучено во время гелеобразования и плавления с использованием метода инфракрасной спектроскопии с преобразованием по Фурье (FTIR), и различия в определенных полосах, относящихся к компонентам ПВХ и пластификатора, интерпретируются как следствие их взаимодействий.

Для сухой смеси требуется, чтобы состав расплава давал термомеханическую энергию, необходимую для достижения взаимной дисперсии вплоть до микроскопического и, возможно, межмолекулярного уровня. Высокий уровень механического тепла генерируется благодаря подводу тепла и образованию сдвига, и в настоящее время общепринято, что механизм гелеобразования включает в себя уплотнение, плавление и удлинение с последующим плавлением. Уровень гелеобразования или плавления связан со степенью разрушения внутренних границ частиц зёрен ПВХ и последующего слияния первичных частиц с другими. Кроме того, существует обширная сеть взаимосвязанных кристаллических областей, которые развиваются с повышением температуры обработки.

Степень плавления и степень кристалличности, которая существует в полимерной матрице, важны для достижения качества и свойств конечного продукта, поскольку кристаллиты действуют как сшивки в трехмерной сети. Кажется, что существует оптимальный уровень гелеобразования для конкретного продукта и / или способа обработки. В литературе описано несколько различных методов измерения гелеобразования, в частности, дифференциальная сканирующая калориметрия (DSC), капиллярная реометрия, просвечивающая электронная микроскопия (TEM) и атомно-силовая микроскопия (AFM). Уровень гелеобразования характеризуется либо аспектами, связанными с кристалличностью, либо факторами, которые связаны с развитием трехмерной сети и соответствующим исчезновением структуры частиц. Другой метод основан на абсорбции растворителя, обычно с использованием метиленхлорида, и визуализации эффектов набухания и растворения. Для улучшения этой методики была предложена смесь метиленхлорида с циклогексаноном.

Экструзионное оборудование, почти исключительно используемое для экструзии PVC-U в профили, трубы и другие элементы трубопроводных систем, состоит из цилиндра, содержащего два плотно прилегающих архимедовых винта. Сухая смесь ПВХ подается через бункер в начало шнеков и затем подаётся вперед, размягчается, срезается и, наконец, превращается в гель при вращении шнеков и нагреве цилиндра. Полученный гомогенный вязкий расплав нагнетается через нагретую головку, установленную на выходном конце цилиндра. После этого нижестоящее оборудование калибрует, охлаждает и вытягивает продукт, который также нарезается до желаемой длины. Таков механизм действия двухшнековых экструдеров. Об одношнековых мы будем говорить в следующей части, а пока продолжим рассказ о двухшнековой технологии экструзии.

Нагретые винты вращаются в противоположных направлениях и выполняют три основные функции, такие как подача, гелеобразование и дозирование, при этом винтовые амплитуды рассчитаны соответственно. Вентиляция включается для удаления захваченного воздуха и летучих веществ. Ствол регулируется по температуре, как правило, в разных зонах по всей длине. Концепция двухшнековой экструзии подразумевает прежде всего короткое время пребывания смеси, чтобы минимизировать термическое разрушение, связанное с высокой производительностью. Винты обычно хромированы и / или азотированы для защиты от кислотной коррозии и истирания. Внутрення поверхность ёмкостей покрыта различными высоколегированными азотированными сталями. Роль напряжения сдвига в разложении ПВХ была исследована во время экструзии, и были сделаны предложения по модификации канала потока для предотвращения разложения полимера. Но об этом более подробно в следующей части.