Поливинилхлорид

  СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………...…..3

1. Технологический процесс……………………………………………………………4

1.1 Характеристики исходного сырья……………………………………..…...4

1.1.1 Винилхлорид (ВХ)………………………………………………………….4

1.1.2 Добавки………………………………………………………………….….5

1.1.3 Инициаторы……………………………………………………...................6

1.1.4 Стабилизаторы……………………………………………………………..7

1.2 Получение поливинилхлорида……………………………………................8

1.2.1Описание технологической схемы……………………………....................9

2. Характеристики готовой продукции……………………………………..................11

2.1 Свойства поливинилхлорида…………………………………….................11

2.2 Влияние молекулярной массы на физические свойства ПВХ……………13

2.3 Структура и морфология поливинилхлорида………………...................13

3. Контроль готовой продукции……………………………………………...............16

3.1 Метод определения константы Фикетчера………………………………17

3.2 Метод определения числа вязкости………………………………………19

3.3 Метод определения влаги и летучих веществ…………………………….20

3.4 Метод определения примесей и инородных частиц……………………..21

3.5 Метод определения насыпной плотности………………………………..22

4. Транспортировка ПВХ…………………………………………………….............23

5. Маркировочный ассортимент суспензионного ПВХ…………………................24

6. Техника безопасности……………………………………………………...............25

7. Заключение………………………………………………………………..…………26

8. Список использованной литературы…………………………………..…………..27

   Приложения………………………………………………………………….............28

КГАСУ СТФ 15.015. КР-1

Изм.

Кол.

Лист

№док.

Подпись

Дата

Пояснительная записка

Стадия

Лист

Листов

Разработал

Абдулхакова

У

 2 

Проверил

Фахрутдинова

КГАСУ гр. 1СТ203

Н. Контроль

ВВЕДЕНИЕ

Поливинилхлорид (ПВХ) - термопластичный  полимер, получаемый полимеризацией винилхлорида (хлорзамещенного этилена).

Химическая формула: [-CH₂-CHCl-]_n.

 ПВХ занимает одно  из ведущих мест среди полимерных  продуктов, выпускаемых мировой  промышленностью. На базе этого  полимера получают свыше 3000 видов  материалов и изделий, которые используются для самых разнообразных целей и завоевывают с каждым годом все новые области применения.

Исключительно высокая  экономическая эффективность производства и применение ПВХ в различных отраслях промышленности обусловила быстрый рост его выпуска во многих странах мира благодаря доступности и низкой стоимости исходного сырья, ценным физическим и физико-химическим свойствами материалов и изделий из ПВХ.

При изготовлении материалов и изделий из ПВХ полимер сочетают с различными ингредиентами, выполняющими роль пластификаторов, стабилизаторов, лубрикантов (смазок), наполнителей, красящих веществ которые придают материалам или изделиям из ПВХ специфические свойства. Из ПВХ получают как пластифицированные (мягкие и полужесткие), так и непластифицированные (жесткие) изделия.

Потребление пластифицированного  ПВХ - изоляция и оболочки электропроводов и кабелей, мягкие листы и пленки, с/х назначения, упаковочные, облицовочные, линолеум, для получения искусственной кожи, гибкие трубы и шланги и тд.

Непластифицированный  ПВХ находит применение в производстве жестких труб и фитингов (канализация, газо - и водоснабжение), листов и жестких пленок, в том числе светопрозрачных, декоративных, конструкционных, вытяжных шкафов, электротехнических изделий, пенопласта (звуко-, теплоизоляция, набивочный материал), емкости (банки, бутылки, флаконы), панели, профили, волокна и т д. Большое значение имеет использование ПВХ для предохранения трубопроводов химической аппаратуры, цистерн или резервуаров от воздействия хлора, соляной и серной кислот и других агрессивных сред.

Все изложенное выше предопределяет первостепенный интерес не только к  вопросам совершенствования методов и технологии синтеза ПВХ. Разработки научных снов полимеризации хлористого винила и т.п., но и к вопросам стабилизации, принципом составления оптимальных рецептур, переработки ПВХ с целью обеспечения долговечности материалов или изделий из этого материала.

  В настоящее время  в России производство суспензионного  ПВХ осуществляют Новомосковская  АК ОАО «Азот», ОАО «Сибур - Нефтехим» (г. Дзержинск), ОАО «Пласткард» (г. Волгоград), ЗАО «Каустик» (г. Стерлитамак) и ОАО «Саянскхим-пласт». Самыми крупными из них являются ОАО «Саянскхимпласт», ЗАО «Каустик», ЗАО «Пласткард». На их долю приходится свыше 90% общероссийского выпуска суспензионного ПВХ.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

3

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

Качество готовой продукции  в первую очередь зависит от качества сырья, поэтому сырье и вспомогательные  материалы, предназначенные для переработки в изделие, контролируются.

1.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСХОДНОГО  СЫРЬЯ

1.1.1.  ВИНИЛХЛОРИД  (ВХ)

 По системе ИЮПАК  - хлорэтилен, является одним из  наиболее широко используемых мономеров в мире. Основным направлением его применения является производство ПВХ. При нормальных условиях винилхлорид представляет собой бесцветный газ с температурой кипения -13,4 °С.

   Синтез винилхлорида  из этилена и хлора может  быть осуществлен в одну или  в две стадии.

Двухстадийный процесс ведется через промежуточный синтез этилендихлорида:

1. хлорирование этилена обычно проводится в жидкой фазе с образованием этилендихлорида:

2. пиролиз этилендихлорида иногда осуществляется в присутствии катализаторов:

В этом случае выход винилхлорида превышает 90%, а удельные капитальные затраты на производство сравнительно небольшие. Достоинствами метода являются доступность и невысокая стоимость сырья. Основной недостаток метода - необходимость утилизации большого количества хлористого водорода.

При одностадийном  методе проводится прямое хлорирование этилена:

Процесс протекает с  преимущественным образованием винилхлорида только при проведении его в большом  избытке этилена или инертного газа. Однако при этом затрудняется последующее выделение и выход винилхлорида. Как и в предыдущем методе, оно составляет около 90%. Недостаток способа - образование наряду с винилхлоридом эквивалентного количества хлористого водорода.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

4

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

Создание технологии оксихлорирования этилена в 1950-е  гг. способствовало новому росту промышленности винилхлорида. В данном процессе этилен реагирует с хлористым водородом и кислородом с образованием этилендихлорида

  Комбинирование процессов  прямого хлорирования, пиролиза  этилендихлорида (ЭДХ) и оксихлорирования  дает так называемый «равновесный  процесс» производства винилхлорида из этилена и хлора:

 
В типичном сбалансированном заводском производстве винилхлорида все количество кислоты, получаемое при пиролизе ЭДХ, используется как сырье для оксихлорирования. На этой основе производство ЭДХ почти равномерно распределено между прямым хлорированием и оксихлорированием. В настоящее время практически весь винилхлорид получают по равновесному процессу, основанному на этилене и хлоре. Однако небольшая часть мирового производства винилхлорида до сих пор основывается на ацетилене или смешанных ацетилен-этиленовых сырьевых источниках. Получаемый различными методами винилхлорид необходимо подвергать тщательной очистке от ацетилена, хлористого водорода и других примесей. Винилхлорид для получения поливинилхлорида должен содержать не менее 99,9% мономера и минимальное количество примесей. (Смотреть приложения таблица 2.1.1.)

2. ДОБАВКИ.

а) Поверхностно-активные вещества типа мыл (ионогенные и неионогенные), снижая поверхностное натяжение на границе вода-мономер, способствует лучшему диспергированию винилхлорида, разрыхлению поверхности образующихся частиц, повышению пористости. К этому классу добавок можно отнести как водорастворимые вещества -  алкил- или алкиларилсульфонаты, так и добавки, растворимые в мономере, например неполные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот.

б) Пластификаторы. Около 90% производимых пластификаторов относится к группе сложноэфирных пластификаторов. Доминирующую часть этой группы составляют эфиры фталевой кислоты: фталаты занимают более 80% рынка, при этом свыше 90% производимых фталатов используется для пластификации ПВХ. Среди них самым распространенным является ди(2-этилгексил) фталат (диоктил-фталат, ДОФ).

в) Оксиды, гидроксиды или соли металлов - бария, кадмия, стронция, кальция, магния, свинца, нерастворимые ни в воде, ни в мономере. Они, оседая на границе раздела фаз, влияют на морфологию образующегося полимера.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

5

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

г) Антиоксиданты. Известно, что полностью удалить кислород из полимеризационной среды в условиях промышленного процесса не удается. Было установлено, что для связывания остаточного кислорода перед полимеризацией винилхлорида может оказаться полезным введение небольших количеств антиоксидантов. Наибольший эффект получен при использовании ионола (2,6 - ди-трет-бутил-4-метилфенола) в количестве 0,005-0,01% по отношению к мономеру.

д) Регуляторы pH. Для соблюдения постоянного значения pH при полимеризации вводят буферные добавки. В качестве таких добавок используются  водорастворимые карбонаты  или  фосфаты,  пирофосфат натрия и др.

е) Регуляторы молекулярного веса. Для снижения температуры полимеризации при получении низковязких марок ПВХ часто используют агенты переноса цепи (регуляторы молекулярного веса). К этой группе добавок относятся хлоруглеводороды, например  трихлорэтилен,  четыреххлористый углерод, а также  меркаптаны и др. В качестве агента переноса цепи используют и изопропилбензол, который одновременно заметно увеличивает термостабильность полимера. Количество вводимого регулятора зависит от его активности, температуры полимеризации и может колебаться от десятых долей процента до 3% и более по отношению к массе мономера.

ж) Сополимеризующиеся добавки. Путем введения в цепь ПВХ редких звеньев второго винилового мономера, содержащего алкильные радикалы (1-10% от веса винилхлорида), достигается так называемая внутренняя пластификация полимера. Расплав такого ПВХ обладает повышенной текучестью и полимер легче перерабатывается в жестких композициях. При внутренней пластификации полимера достигается большая морозостойкость, увеличивается его ударная стойкость. Для внутренней пластификации ПВХ используются  винилалкиловые эфиры, а также  эфиры малеиновой, фумаровой, акриловой кислот,  сложные эфиры аллилового спирта и др.

3. ИНИЦИАТОРЫ.

Наиболее распространенными  инициаторами для производства поливинилхлорида являются: динитрил азо-диизомасляной  кислоты, перекиси бензоила и водорода, персульфат аммония и др. Эти инициаторы выпускаются в широких промышленных масштабах.

а) Перекись бензоила (С₆Н₅СОО)₂ в сухом состоянии является взрывчатым веществом, вспыхивающим со взрывом при нагревании, трении, ударе и действии концентрированной серной кислоты. Бесцветные кристаллы перекиси бензоила плавятся с разложением при 108 °С, а дальнейшее нагревание приводит к взрыву.

Вещество нерастворимо в воде, но растворяется в ацетоне, дихлорэтане, бензоле, толуоле, серном эфире, ледяной уксусной кислоте, в  горячем спирте.

б) Перекись водорода Н₂0₂ применяется в виде 28-30%-го водного раствора.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

6

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

в) Персульфат аммония (NH₄)₂S₂0₈, образующий бесцветные или зеленоватые кристаллы, разлагается при повышении температуры с улетучиванием продуктов разложения при длительном нагревании. Персульфат аммония получается как промежуточный продукт при электрохимическом способе выработки перекиси водорода.

2. СТАБИЛИЗАТОРЫ.

а) Гидроксид магния. Наиболее удобным способом получения тонкой дисперсии Mg(OH)₂ в воде является синтез непосредственно в водной фазе путем введения в нее эквимолярных количеств хлористого магния и едкого натра. При полимеризации винилхлорида получали поливинилхлорид, который представлял собой прозрачные однородные частицы правильной сферической формы. Наиболее мелкодисперсный полимер получали при содержании в водной фазе около 0,5% Mg(OH)₂ (диаметр частиц менее 150 мк). Полученный поливинилхлорид обладает низкой удельной поверхностью и очень плохо поглощает пластификатор, в связи с чем он непригоден для переработки в пластифицированные изделия.

б) Поливиниловый спирт очень часто используется в качестве стабилизатора  при суспензионной полимеризации ПВХ. Наиболее пригодны для этой цели продукты неполного омыления поливинилацетата. Наличие в водной фазе 0,03-0,1% ПВС, содержащего около 20% ацетатных групп, обеспечивает надежную защиту полимеризующихся частиц от агрегации. В качестве стабилизатора эмульсии обычно используют высокомолекулярный поливиниловый спирт.

в) Метилцеллюлоза, как и поливиниловый спирт, часто применяется в качестве стабилизатора при суспензионной полимеризации винилхлорида. Достаточно надежная защита полимеризующихся частиц от слипания достигается при содержании в водной фазе 0,03-0,1% низковязкой водорастворимой метилцеллюлозы. Дисперсность ПВХ повышается с увеличением концентрации метилцеллюлозы в водной фазе.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

7

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

1.2 ПОЛУЧЕНИЕ ПОЛИВНИЛХЛОРИДА

Производства ПВХ в общем виде можно представить следующим образом: получение полимеризацией винилхлорида по радикальному механизму эмульсии, суспензии или в органическом растворителе. В промышленности используют эмульсионный и суспензионный методы. Винилхлорид можно полимеризовать и по ионному механизму, однако этот метод не получил высокого развития ввиду того, что число катализаторов ионной полимеризации ограничено.

Суспензионный метод  полимеризации ПВХ имеет ряд  преимуществ. Полимеризация мономера, диспергированного в такой теплоемкой среде, как вода, протекает в условиях эффективного отвода тепла реакции, что позволяет получать с высокой производительностью полимер со сравнительно узким молекулярно-массовым распределением. В результате суспензионной полимеризации образуются гранулы размером 50-200 мкм, которые относительно легко отделяются на центрифугах от водной фазы и легко промываются, поэтому содержание посторонних примесей в суспензионным ПВХ незначительно. Суспензионный ПВХ перерабатывается в изделия каландрованием, экструзией, литьем под давлением и прессованием. Он используется для производства жестких, а также полумягких и мягких, так называемых пластифицированных, пластических масс. Суспензионный ПВХ получают периодическим или полунепрерывным способом.

1. Технологический процесс производства поливинилхлорида по полунепрерывной схеме состоит из следующих стадии: приготовление исходных компонентов, полимеризация винилхлорида, удаление незаполимеризованного мономера из реакционной массы, усреднение суспензии, промывка отжим и сушка полимера, просев, расфасовка, упаковка. Первые стадии процесса, включая усреднение суспензии, проводятся периодически, остальные – непрерывно. 
2. Суспензионную полимеризацию винилхлорида по периодической схеме проводят при температуре 30-70 °С и давлении 0,4-1,2 МПа в цилиндрических реакторах (размер варьируется от 20 до 200 м³) снабженных перемешивающими устройствами. Компоненты загружают в реактор и при непрерывном перемешивании доводят до меры полимеризации.

  Важнейшим параметром процесса суспензионной полимеризации, определяющим величину молекулярного веса полимера и степень разветвленности его макромолекул, является температура полимеризации. Для получения поливинилхлорида с узким молекулярно-массовым распределением отклонение от заданной температуры не должно превышать 0,5 °С.

В данной работе рассмотрим полимеризацию винилхлорида по периодической  схеме.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

8

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

1.2.1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Приготовление исходных компонентов заключается в очистке винилхлорида, обессоливании воды ионитами, растворении инициатора в мономере и растворении эмульгатора (стабилизатора суспензии) в воде.

В реактор – автоклав емкость 25 м³, изготовленный из нержавеющей стали, снабженный рубашкой для обогрева и охлаждения, подают определенное количество деминерализованной воды, раствор стабилизатора эмульсии в воде, раствор инициатора в мономере. Затем реактор продувают азотом и при перемешивании загружают жидкий винилхлорид. Ниже приведены нормы загрузки компонентов при полимеризации (в масс. ч.) :

Винилхлорид –1001 кг;

вода – 2.3 м³;

динитрил азо-бис-изомасляной  кислоты (инициатор) – 0,2-0,5;

    метилцеллюлоза (защитный коллоид) – 0,3-1,0.

    Отношение  водной фазы к мономеру колеблется от 1,5:1 до 2:1. С увеличение водной фазы облегчается управление процессом. Коэффициент заполнения реактора составляет 0,8-0,9.  После загрузки компонентов в рубашку реактора подают горячу воду для нагревания реакционной смеси до 40-50 °С. Температуру поддерживают строго определенной для получения поливинилхлорида с заданными свойствами. Продолжительность полимеризации при 45-75 °С и давлении 0,49-1,37 МН/м² составляет 20-30 часов, степень конверсии равна 80-90 %. Окончание процесса определяется по понижению давления в реакторе до 0,20-0,35 МН/м². Непрореагировавший винилхлорид удаляют из реактора через пеноотбойник  вакуум-насосом в газгольдер. Адсорбированный полимером и растворенный в воде мономер удаляется при перемешивании суспензии под вакуумом в течение 40 мин. и попадает в тот же газгольдер. Из газгольдера мономер направляется на регенерацию, после чего возвращается на полимеризацию. Остаточный мономер можно удалять из суспензии продувкой острым паром. После удаления винилхлорида суспензию перекачивают насосом в сборник-усреднитель суспензии, при этом суспензия проходит через ловушку, в которой удаляются корки полимера, попавшие в суспензию со стенок аппарата при ее перемешивании. В сборник-усреднитель загружают разные порции суспензии, полученные в результате нескольких операций полимеризаций, что повышает однородность поливинилхлорида. При большом объеме реактора-полимеризатора, а также для обеспечения в дальнейшем непрерывности технологического процесса устанавливают два сборника-усреднителя суспензии. Далее реакционную массу подают на отстойную центрифугу  непрерывного действия для отделения полимера от маточного раствора и его промывки. Маточный раствор и промывные воды проходят через ловушку и систему очистки сточных вод. Полимер влажностью 25 % через питатель  подают воздухом, нагнетаемым вентилятором и нагретым в калориферах, на сушку. Сушку полимера производят горячим воздухом  в трубе-сушилке  или в сушилках с кипящим слоем. При сушке в кипящем слое температура в камере 115-120 °С, температура в разных точках кипящего слоя 35-65 °С.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

9

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

После сушки полимер, содержащий не выше 0,3% влаги, направляют в бункер-циклон, оттуда в узел рассева, а просеянный поливинилхлорид – в бункер, откуда он подается сжатым воздухом в хранилище. Крупная фракция продукта поступает на мельницу, а затем в хранилище.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

10

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

2.   ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Готовую продукцию характеризуют  по ее основным свойствам, нормы которых  устанавливаются государственным стандартом.

1. СВОЙСТВА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

ПВХ является термопластичным  материалом, имеет преимущественно  линейное строение с разветвленностью 2-5 на 1000 мономерных звеньев полимерной цепи, в отдельных случаях до 15. Разветвленность зависит от способа получения ПВХ. Так, суспензионный ПВХ имеет разветвленность втрое ниже, чем эмульсионный. Разветвленность молекул ПВХ зависит также от ряда технологических факторов полимеризации: содержания инициатора, интенсивности перемешивания, степени превращения мономера и температуры полимеризации.

Полярность полимера, обеспечиваемая связями C-Cl, обусловливает значительные силы межмолекулярного взаимодействия в ПВХ. Это является причиной сравнительно высокой механической прочности (при растяжении 40-60 МПа, при изгибе 80-120 МПа) и жесткости и малой растворимости полимера в большинстве растворителей. ПВХ ограниченно растворим в кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводородах. Он устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, бензина, керосина, жиров, спиртов и промышленных газов: N0₂, C1₂, HF.

Важнейшей особенностью ПВХ является его самозатухание, обусловленное высоким содержанием Cl, что делает этот материал привлекательным именно в сфере производства стройматериалов.

ПВХ характеризуется  очень широким молекулярно-массовым распределением (ММР) - молекулярная масса  различных фракций полимера одной  марки может изменяться в несколько десятков раз, от 6000 до 160000. Степень полимеризации ПВХ составляет 200-2500. С увеличением конверсии мономера полидисперсность ПВХ увеличивается. Присутствие значительного количества макромолекул с низкой молекулярной массой, которые пластифицируют высокомолекулярную часть полимера, облегчает переработку ПВХ, одновременно понижая его термостабильность и физико-механические свойства, в частности морозостойкость. Среднечисловую молекулярную массу ПВХ (близкую по значению к среднемассовой) можно вычислить по эмпирическим зависимостям характеристической вязкости ŋ от молекулярной массы М:

ŋ = 2,4 10^-5М_w^0.77(циклогексанон, 25°С) или

ŋ = 0,03 М_w^0.67 (дихлорэтан, 30°C).

На практике молекулярную массу ПВХ принято характеризовать  при помощи константы Фикентчера, К=1000к. Значение к находят из уравнения:

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

11

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

где ŋ_отн - относительная вязкость раствора при 25°С; с - концентрация раствора ПВХ, г/мл, обычно 0,5 или 1 г/100 мл растворителя. В качестве растворителя используют циклогексанон (ГОСТ 14040) или дихлорэтан.

ŋ_отн=t/t₀

где t - время истечения раствора; t_o - время истечения растворителя.

Однако константа Фикентчера не дает хорошей корреляции с молекулярной массой вследствие большого различия в строении молекул и чистоты промышленных партий полимера, получаемого различными изготовителями. в табл.1 приведены значения константы К, полученные с применением различных растворителей, для некоторых марок ПВХ с определенной средней молекулярной массой.

Таблица4.1 Значения константы К, полученные с применением различных растворителей

Соотношение между значением К и средней молекулярной массой при использовании 1 %-ного раствора в циклогексаноне составляет:

Таблица 4.2

 В ряде случаев молекулярную массу ПВХ характеризуют не константой Фикентчера, а значением приведенной вязкости 0,5%-ного раствора ПВХ в циклогексаноне при 20 °С.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

12

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

2.2 ВЛИЯНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПВХ

Прочностные свойства                                                                                                      Как правило, в композициях жесткого ПВХ увеличение молекулярной массы мало влияет на предел прочности и модуль упругости при растяжении. Тем не менее, прочностные свойства жесткого ПВХ значительно падают при понижении значения К полимера. Это падение характеристик связано с тем, что в слишком низкомолекулярном полимере присутствуют более короткие полимерные цепи. Считается, что для хороших прочностных свойств ПВХ требуется переплетение полимерных цепей для того, чтобы образовывались области кристалличности. Если полимерные цепи недостаточно длинные, то образование областей кристалличности затруднено, что не дает возможности достигнуть значительных прочностных свойств.

Механические  свойства при ударном воздействии

Ударопрочность жесткого ПВХ возрастает при увеличении молекулярной массы полимера. Для повышения ударопрочности, при использовании поли, прочности на раздир, ползучести, деформации при повышенных температурах и сопротивлению динамическим нагрузкам на изгиб. Блеск поверхности при увеличении молекулярной массы несколько уменьшается; однако при этом важную роль также играют условия переработки.

3. СТРУКТУРА И МОРФОЛОГИЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

ПВХ представляет собой  полимер, в котором звенья мономера присоединены друг к другу преимущественно по типу «голова к хвосту». Молекулярная структура ПВХ представляет собой чередование  −СН₂− звеньев со звеньями −СНСl−. Конформация цепи ПВХ - плоский зигзаг, образованный главными валентностями. По отношению к плоскости, в которой лежат атомы углерода, хлор может присоединяться с той же стороны, что и предыдущий хлор, и такое положение будет называться изотактическим, либо он может присоединяться со стороны, противоположной к предыдущему хлору, образуя синдиотактическое расположение. ПВХ проявляет некоторую тенденцию к присоединению через синдиотактическое расположение, однако это зависит от температуры полимеризации. Низкие температуры полимеризации способствуют синдиотактическому расположению  атома хлора. Тот факт, что ПВХ является синдиотактичным, положительно сказывается на физических свойствах ПВХ. Несмотря на предпочтительность редкого расположения синдиотактичных структур, существует возможность нахождения нескольких синдиотактичных участков, сгруппированных вместе по длине цепи. Именно эти синдиотактичные последовательности ассоциируют друг с другом в кристаллообразном порядке. Максимально возможная упорядоченность в ПВХ реализуется при температурах полимеризации выше 55 °С  после отжига при температурах выше 70-80 °С. Степень кристалличности промышленного ПВХ составляет в среднем 10% (от 7 до 12%), а полимера, полученного при температурах ниже 10 °С   может достигать 10-23%. При этом небольшие синдиотактические области, образующие бахромчатомицеллярные кристаллиты, могут сделать невозможным полное плавление ПВХ во время переработки.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

13

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

Кристаллический ПВХ  имеет синдиотактическую конфигурацию с орторомбической элементарной ячейкой, содержащей два мономерных звена, при этом атомы хлора расположены поочередно по обе стороны цепи. Длина проекции мономерного

звена ПВХ, согласно данным, полученным методами гельпроникающей хроматографии и вискозиметрии, составляет 2,38 А..  Конформационные перестройки цепей ПВХ сопровождаются усилением межмолекулярных взаимодействий между имеющими значительный размер боковыми подвесками полимерных цепей ПВХ. В ходе процесса полимеризации или при деструкции в макромолекулах ПВХ возможно возникновение ряда наиболее типичных дефектов цепи: атомы хлора, двойные связи (концевые и в середине цепи), разветвления, посторонние включения (фрагменты инициаторов и т. п.), аномальные кислородосодержащие группы. Их появление обусловлено протеканием реакций рекомбинации, диспропорционирования, передачи цепи на добавки и загрязнения на стадии синтеза полимера в ходе хранения ПВХ или эксплуатации выполненных из него изделий. В макромолекулах суспензионных сортов ПВХ на 1000 мономерных звеньев могут содержаться:

• 6-7 вицинальных атомов Cl  ( −СН₂−СНСl−СНСl−СН₂−);
• 0,4-4,3 ненасыщенных связей  (концевые CHCl =СН− и группировки
• СН₂ −ССl−);
• 0,6-0,8 атомов Сl при третичном атоме углерода;
• 0,5-1 гидроперекисных групп;
• 0,1-0,3 гидроксильных и карбонильных групп.

Обычно структурные единицы суспензионного ПВХ имеют следующее распределение по размерам (смотреть приложения таблица 5.1)

Распределение и степень  упорядоченности структурных единиц - первичных глобул определяет внутреннюю пористость и величину свободного объема в зерне полимера. ПВХ перерабатывается без полного расплавления и течет агрегатами приблизительно по 10 млн молекул (единицы потока первичных частиц с диаметром 1 мкм). Эти первичные частицы удерживаются вместе в расплаве кристаллитами и связанными молекулами ПВХ. Интервал между кристаллитами в ПВХ оценивается на уровне 0,01 мкм.

На рис.1 представлена микродоменная структура ПВХ; на нем видно, как эти первичные частицы удерживаются вместе в расплаве, взаимодействуя посредством частичного плавления, спутывания, слипания и рекристаллизации. Термомеханические воздействия при переработке вызывают изменение морфологии ПВХ: разрушение первичных глобул, уменьшение числа пор и уплотнение полимера. В охлажденном после этого материале появляется агрегатная структура со средним размером элементов приблизительно 0,01-0,03 мкм. Материалы, полученные при нормальных (от 180 до 190 °С) условиях переработки, характеризуются регулярной структурой, состоящей из первичных частиц.

 Морфологическая структура ПВХ, выпускаемого в промышленности, сильно зависит от способа получения полимера и условий протекания полимеризации.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

14

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

Суспензионный ПВХ по своему внешнему виду представляет собой белый порошок, каждая частица этого порошка (зерно) имеет размер от 50 до 150 мкм, в свою очередь, каждое зерно состоит примерно из 200 000 еще более мелких сферических частиц размером приблизительно 1-3 мкм. ПВХ одной и той же партии может содержать зерна различного размера и вида.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

15

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

3. КОНТРОЛЬ ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ

Суспензионный поливинилхлорид  на предприятиях-изготовителях принимают  партиями. Партией считают количество поливинилхлорида одной марки и сорта, сопровождаемое одним документом о качестве.

Масса партии в мешках и контейнерах должна быть не менее 4 т. При транспортировании поливинилхлорида в цистернах и вагонах для полимеров партией считают каждую цистерну или вагон. На заводе-изготовителе допускается считать за одну партию готовую продукцию, находящуюся в одной емкости или хранилище, вместимостью не более 500 т.

Каждая партия суспензионного поливинилхлорида должна сопровождаться документом, удостоверяющим, что его качество отвечает требованиям соответствующего стандарта.

Документ должен содержать:

• наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак или его условное обозначение;
• условное обозначение продукта;
• массу нетто;
• номер партии и количество мест в партии;
• результаты проведенных испытаний и подтверждение о соответствии партии продукта требованиям настоящего стандарта;
• дату изготовления.

Таблица 6

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

16

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

В соответствии с ГОСТ 14332 точечные пробы суспензионного поливинилхлорида отбирают щупом, погружая его не менее, чем на 3/4 глубины мешка или контейнера по вертикальной оси. Масса точечной пробы из каждого мешка или контейнера должна быть не более 0,2 кг.

Из цистерны пробы  отбирают пробоотборником, изготовленным из нержавеющей стали, не менее чем из трех мест по ее длине и высоте. Допускается отбирать пробы у изготовителя при затаривании поливинилхлорида в мешки и контейнеры и заполнении цистерны, вагона для полимеров или емкости готовой продукции.

Точечные пробы соединяют  вместе, тщательно перемешивают и  отбирают среднюю пробу массой не менее 500 г, которую помещают в чистую сухую банку обязательно с притертой или завинчивающейся пробкой или в полиэтиленовый мешочек, который сразу же герметично закрывается. На банку или мешочек со средней пробой наклеивают этикетку с указанием условного обозначения продукта, сорта, номера партии, даты отбора пробы.

1. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНСТАНТЫ ФИКЕТЧЕРА

Согласно ГОСТ 14040 определение коэффициента К (коэффициента Фикетчера) проводится с помощью вискозиметра капиллярного типа с подвесным уровнем.

Определение производится с помощью следующей аппаратуры: вискозиметр капиллярный с подвесным уровнем, водяная баня с термостатом, позволяющим поддерживать температуру с погрешностью ±0,05 °С, и баня водяная для нагревания раствора от 80 до 90 °С. Кроме этого, необходим секундомер по ГОСТ 5072 с ценой деления 0,1 с; пипетка автоматическая вместимостью 50 см³; воронка стеклянная по ГОСТ 25336 с пористым фильтром; мерная колба по ГОСТ 1770 вместимостью 50 см³ и колба по ГОСТ 25336 вместимостью 150 см³ с плоским дном и притертой пробкой. Необходим циклогексанон, перегнанный не более чем за 10 суток перед применением при температуре 155-156 °С при давлении 760 мм рт. ст., кинематической вязкостью при 25 °С (2,10±0,04) мм²/с в склянке из темного стекла с притертой пробкой; ацетон по ГОСТ 2603; серная кислота по ГОСТ 4204; двухромовокислый калий по ГОСТ 4220 и бюретка вместимостью 25 или 50 мм³ по ГОСТ 29252 . Перед первым измерением при неудовлетворительных результатах испытания и после длительных перерывов в работе вискозиметр промывают смесью, состоящей из равных частей концентрированной серной кислоты и насыщенного раствора двухромовокислого калия. Смесь выдерживают в вискозиметре в течение 12 ч, затем выливают, вискозиметр ополаскивают водой, ацетоном и сушат воздухом, не содержащим пыли.

Государственный стандарт предусматривает два возможных метода подготовки к испытанию:

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

17

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

1. При подготовке по методу А (0,2500±0,0050) г поливинилхлорида с влажностью не более 0,05% взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 50 см^З , или навеску непосредственно взвешивают в такой колбе. Затем прибавляют 40 см^З циклогексанона и перемешивают содержимое круговыми движениями колбы, чтобы избежать образования комков.Колбу закрывают пробкой, оставляют на 1 ч для набухания, а затем нагревают и течение 2 ч при 80-90 °С, периодически перемешивая. После полного растворения раствор охлаждают до температуры калибровки колбы, после чего в колбу добавляют до метки циклогексанон той же температуры.  Если в растворе остаются набухшие частицы, то готовят раствор на новой навеске.

2. При подготовке по методу В (0,2500±0,0050) г поливинилхлорида с влажностью не более 0,05% взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г и переносят количественно в колбу вместимостью 150 см³. Затем из автоматической пипетки при постоянном перемешивании переливают 50 см³ циклогексанона. Колбу закрывают пробкой. Допускается взвешивать навеску непосредственно в колбе.  После прибавления ЦИК  логексанона обший объем должен составлять 50,18 см³, что соответствует концентрации 0,2500 г в 50 см³ раствора.  Далее раствор готовят также как и по методу А. При проведении испытания циклогексанон наливают через воронку со стеклянным фильтром в запасную колбу вискозиметра таким образом, чтобы его уровень находился между метками наполнения.  Вискозиметр погружают в водяную баню (термостатированную при (25±0,05)°С) и подвешивают в вертикальном положении так, чтобы верхняя метка на трубке  находилась на 2 см ниже уровня воды. Вискозиметр термостатируют 15 мин, а затем трубку закрывают и циклогексанон продавливают воздухом, не содержащим пыли, приблизительно до половины верхнего шара трубки. Открывают трубку и секундомером определяют время истечения циклогексанона от верхней метки до нижней на трубке. Проводят не менее четырех измерений и в расчет не принимают результат первого измерения. Измерение повторяют, если результаты измерений отличаются более чем на 0,2 с. После окончания измерения циклогексанон выливают, вискозиметр промывают ацетоном и сушат воздухом, не содержащим пыли.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

18

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

3.2 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ  ЧИСЛА ВЯЗКОСТИ

Для определения числа вязкости готовят не менее двух параллельных проб. Время истечения раствора измеряют на том же вискозиметре, на котором измеряли время истечения растворителя. Если результаты измерений отличаются более чем на 0,2 с, то готовят новый раствор со свежеперегнанным циклогексаноном, а вискозиметр промывают. При обработке результатов сначала вычисляют число вязкости (х) в см^З /г

X=t- t₀ /t₀ С,

где t - среднее арифметическое времени истечения раствора, с; t_o - среднее арифметическое времени истечения растворителя, с; С - концентрация раствора, г/см³, вычисленная по формулам:

• для метода А                   С= m/50

• а для метода В                  С=m/50,18

где т - навеска поливинилхлорида, г.

Число вязкости вычисляют  с точностью до 0,5. Значение К вычисляют по формуле Фикентчера:

Где С₁ – концентрация раствора г/100 см³; ŋ_отн – относительная вязкость вычисленная по формуле

ŋ_отн=t/t₀

где t - среднее арифметическое времени истечения раствора, с; t₀ – среднее арифметическое времени истечения цикоргекчана, с. Число вязкости и значение К определяют в зависимости от относительной вязкости (смотреть приложения таблица 6.1)                                                                                          

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

19

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

3.3 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ  ВЛАГИ И ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ

Определение влаги и  летучих веществ согласно ГОСТ 14043  проводится высушиванием в термошкафу. Для этого в лаборатории необходимо иметь термошкаф, обеспечивающий точность регулирования температуры ±2 °С, эксикатор по ГОСТ 25336  с осушителем, лабораторные весы ВЛЛ-200 или ЛДВ-200 по ГОСТ 24104  2-го класса точности или другие типы весов с аналогичными метрологическими характеристиками и стаканчики (бюксы) по ГОСТ 25336  диаметром (82±1,0) или (58±1,0) мм и высотой 30 мм или чашки из алюминия или нержавеющей стали таких же размеров. Стаканчик или чашку, предварительно выдержанные в течение 1 ч в термошкафу при температуре (110±2) °С до постоянной массы и охлажденные в эксикаторе в течение 30 мин, взвешивают, затем помещают в него около 5 г полимера, распределяют ра вномерным слоем по его дну, закрывают крышкой и снова взвешивают. Результат взвешивания записывают с точностью до четвертого десятичного знака.  Затем открытый стаканчик или чашку помещают в термошкаф и сушат при (11 0±2) °С в течение 1 ч, а затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Дальнейшее высушивание проводят по 30 мин до достижения постоянной массы. Массу считают постоянной, если расхождение между результатами последовательных взвешиваний не превышает 0,001 г. Массовую долю влаги и летучих веществ (Х) в процентах вычисляют по формуле

Х = (m_о-m/m_о)100,

где mо - масса навески до высушивания, г; m - масса навески после высушивания, г. За результат испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми при доверительной вероятности  Р = 0,95 не должно превышать 0,06 %. Допускаемая абсолютная суммарная погрешность результата анализа ±0,04%. Результаты испытания (параллельных определений) округляют до второго десятичного знака, а результат измерения округляют до первого десятичного знака.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

20

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

3.4 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ  ПРИМЕСЕЙ И ИНОРОДНЫХ ЧАСТИЦ

 Определение примесей  и инородных частиц в соответствии  с ГОСТ 25138  состоит в подсчете примесей и инородных частиц в определенном количестве поливинилхлоридной смолы, заключенной между твердой плитой, покрытой листом глянцевой белой бумаги, и листом стекла с нанесенной на него сеткой.  Для проведения испытания требуется лист стекла размером 340х340х4,5 мм, бесцветный, совершенно прозрачный, без таких дефектов как полосы, пузырьки и т. д. В центре на поверхность стекла наносится сетка размерами 300х300 мм, состоящая из 100 квадратов со стороной 30 мм. Эту сетку наносят нестирающимся карандашом, алмазом или другим средством, не контактирующим с водой. Твердая плита размером 450x450 мм накрывается листом белой глянцевой бумаги. На твердую плиту, покрытую белой бумагой, насыпают 200 см³ смолы.

Лист стекла помещают сверху на поливинилхлоридную смолу  и легкими движениями

прижимают его так, чтобы  смола соприкасалась со стеклом  на площади 25 квадратов сетки, лучше в центре плиты. Во избежание ошибок толстым карандашом отмечают границы всех выбранных 25 квадратов. Затем в 25 квадратах подсчитывают число черных или окрашенных частиц, диаметр которых равен или более 0,250 мм. Эти частицы называют примесями или инородными частицами. Подсчет окрашенных и черных частиц проводят при освещении лампой накаливания мощностью 100 Вт, находящейся на расстоянии около 500 мм от поверхности плиты. Расстояние глаза контролера от стеклянной плиты должно составлять примерно 300 мм.

При проведении подсчета рекомендуется использовать образцы-эталоны для определения путем сравнения размеров окрашенных и черных частиц.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

21

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

Образцы-эталоны изготовляют  следующим образом: около 3-5 г поливинилхлорида просеивают через набор сит с сетками N2 0350, N2 0250, N2 0150. Допускается к применению последовательный набор сит с сетками N2 0315, N2 0250 и N2 0140, по ГОСТ 6613.  Остаток после просева на каждом сите окрашивают в черный цвет чернилами или тушью, подсушивают и помещают на белую бумагу между двумя стеклянными пластинами размером 80х80 мм. На бумаге указывают номер сита; пластины скрепляют липкой лентой. Чтобы глаза оператора не уставали, продолжительность подсчета не должна превышать 2 мин. Среднее количество частиц (Х) на 100 квадратов сетки вычисляют по формуле        

Х = ((n₁+n₂)/2) = 2(n₁ +n₂),

где п₁ - значение, полученное при первом определении; п₂ - значение, полученное при втором определении. За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений в 25 квадратах сетки в пересчете на 100 квадратов сетки, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 5 шт. при доверительной вероятности Р = 0,95

3.5 МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ

 Определение насыпной  плотности суспензионного ПВХ  про изводится в соответствии с ГОСТ 11035.1. При этом требуется использовать весы с точностью до 0,1 г.  Допускается применять весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104  4-го класса точности, с наибольшим пределом взвешивания 200 г, допускаемой погрешностью ±0,015 г. Кроме этого, необходим измерительный цилиндр с гладкой внутренней поверхностью, который может быть изготовлен из металла, емкостью (1 00±0,5) см⁵, с внутренним диаметром (45±5) мм. Допускается применять цилиндр с полированной внутренней поверхностью с шероховатостью Rz от 1,6 до 12,5 мкм по ГОСТ 2789. Используется также воронка с крышкой для нижнего отверстия (например, металлической пластинкой). Шероховатость Rz внутренней поверхности воронки должна быть от 1,6 до 12,5 мкм по ГОСТ 2789.   При проведении испытания воронку устанавливают вертикально, при этом ее нижнее отверстие должно находиться соответственно с измерительным цилиндром на расстоянии 20-30 мм над ним. Перед испытанием пробу ПВХ тщательно перемешивают. Нижнее отверстие воронки закрывают с помощью крышки и помещают в воронку 110-120 см^З пробы. Затем быстро убирают крышку и дают возможность материалу пересыпаться в измерительный цилиндр.  Когда измерительный цилиндр заполнится, прямой пластиной выравнивают верх содержимого цилиндра, чтобы убрать избыточный материал. После этого взвешивают на весах содержимое измерительного цилиндра с точностью до 0,1 г. Эксперимент повторяют дважды.  Насыпную плотность испытуемого материала в граммах на кубический сантиметр вычисляют по формуле т/V, где т - масса содержимого измерительного цилиндра, г;

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

22

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

4. ТРАНСПОРТИРОВКА ПВХ

Транспортировка и поставка ПВХ потребителям осуществляется преимущественно в мешках или мягких контейнерах. Особенности поставок ПВХ можно проследить по табл. на примере ОЛО «Саянскхимпласт» (ТУ 2212-012-46696320-2008).

Таблица 7.1 Виды тары для ПВХ

Таблица7.2 Способы поставки ПВХ

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

23

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

5. МАРОЧНЫЙ АССОРТИМЕНТ СУСПЕНЗИОННОГО ПВХ

Условное обозначение  отечественного суспензионного поливинилхлорида, выпускаемого в соответствии с ГОСТ 14332, состоит из наименования продукта - ПВХ и следующих обозначений:

• способа полимеризации - С* (суспензионная),  
•   нижнего предела диапазона величины константы Фикентчера  К (две первые цифры после буквы «С»;
• показателя насыпной плотности в г/см^З (третья цифра): О - без данных; 1 - (0,30-0,40); 2 - (0,35-0,45); 3 - (0,40-0,50); 4 - (0,40-0,65); 5 - (0,45-0,55); 6 - (0,50-0,60); 7 - (0,55-0,65); 8 - (0,60-0,70); 9 - более 0,65;
• показателя остатка после просева на сите с сеткой № 0063 в % (четвертая цифра):0 - без данных; 1- менее или равно 1; 2 - (1-10); 3 - (5-20); 4 - (10-50); 5 - (30-70); 6 - (50-90); 7 - (70-100); 8 - (80-100); 9 - (90-100);
• применяемость суспензионного ПВХ: Ж - переработка без пластификаторов (для жестких изделий); М - переработка с пластификаторами (для пластифицированных изделий); У - переработка с пластификаторами или без них (для жестких, полужестких или пластифицированных изделий); ПЖ - переработка с пластификаторами (для полужестких изделий).

После обозначения марки  суспензионного ПВХ указывают номер  ГОСТ.

Пример условного обозначения  суспензионного ПВХ, изготовленного суспензионной полимеризацией, с величиной К от 70 до 73, с насыпной плотностью от 0,45 до 0.55 г /см³, с остатком после просева на сите с сеткой № 0063 - 90%, для изготовления пластифицированных изделий выглядит так - ПВХ-С-7059- М ГОСТ 14332-78.

Требования, предъявляемые  к суспензионному ПВХ, используемому  для производства профильных изделий строительного назначения, определены ГОСТ 14332.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

24

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

6. СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПВХ

ВХ транспортируют и  хранят в баллонах в присутствии  ингибитора (гидрохинон, трет - бутилпирокатехин и т.д.), но в некоторых случаях  допускается его хранение без ингибитора при низких температурах (− 40ºС и ниже). В отсутствии кислорода мономер устойчив. С воздухом образует взрывоопасные смеси.

Баллоны, сборники, вентили  и предохранительные устройства, соприкасающиеся с ВХ, должны быть изготовлены из стали или материалов, предотвращающих образование взрывчатых ацетиленидов меди. Сборники не следует заполнять мономером более чем на 85% их объема. ВХ токсичен, обладает наркотическим и канцерогенным действием.

Все производства ПВХ  пожаро - и взрывоопасны, поэтому  отделения полимеризации располагают в одном здании, а центрифуги, сушилку, узлы рассева и хранилища - в другом. Порошки ПВХ менее опасны при хранении.

Все сточные воды (6 - 8т  на 1т ПВХ) подвергают биологической  отчистке после отстаивания и отделения осадка унесенного ПВХ. ПВХ и сополимеры ВХ являются безвредными веществами, если из них полностью удален остаточный мономер. При их горении выделяются токсичные вещества.

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

25

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из всех полимеров  именно ПВХ имеет наиболее широкое применение в строительстве. В Европе в этой отрасли используется более 50% всего производимого ПВХ, в США - более 60%. И снова таки основными преимуществами ПВХ являются все те же способности производства разнообразных видов продукции с различными свойствами. Главными конкурентами ПВХ являются глина и дерево.

Главные качества ПВХ  в строительстве: износоустойчивость, механическая прочность, жесткость, небольшая масса, устойчивость к коррозии, химическому, погодному и температурному воздействию. ПВХ - отличный огнеупорный материал. Он с трудом поддается возгоранию. И прекращает гореть и тлеть сразу же после того, как исчезает источник высокой температуры. Основная причина - высокое содержание хлора. Это способствует повышению пожарной безопасности построенных объектов. ПВХ не проводит электричество и, таким образом, идеален в качестве изоляционного материала. Основной чертой строительных материалов из ПВХ является их долговечность. 85% всех строительных материалов из ПВХ используются для долгосрочных сооружений. ПВХ существенно дешевле конкурирующих материалов. Стройматериалы из ПВХ легче, чем стройматериалы из бетона, железа и стали. Это вновь приводит нас к мысли об экономической выгоде - на обработку продукции из ПВХ затрачивается меньше энергии, меньше транспортных услуг (а, следовательно, и топлива).

На российском рынке  до 2003 г. крупными сегментами потребления  являлось производство линолеума и пластикатов. В 2003-2004 гг. на российском рынке поливинилхлорида произошел перелом в сторону увеличения потребления поливинилхлорида в производстве профильно-погонажных изделий и уменьшения доли таких сегментов, как покрытия для пола и пластикаты (смотреть приложения таблица 10.1). Из профильно-погонажных изделий широкое применение в России нашли как тяжелые жесткие профили (оконные, дверные и прочие), так и сравнительно легкие профили (сайдинг, вагонка, стеновые панели, плинтусы и т. п.). На производство подобных изделий в 2006 г. было использовано около 300 тыс. тонн суспензионного ПВХ. Таким образом, в период с 2003 по 2004 г. произошла переориентация российского рынка ПВХ в направлении увеличения его переработки в жесткие изделия.

По данным агентства  «ТОП-ЭКСПЕРТ», видимое потребление  суспензионного ПВХ в России в 2008 г. составило примерно 939 тыс. т/год, из них только 541 тыс. т/год про изводится на российских заводах.. Недостающий ПВХ импортируется из стран Азии, Европы и США

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

26

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

  8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Даймхе В. Международная конференция «ПВХ -2009» //Полимерные материалы.-2009.-№9
2. Григорьев А. П., Даванков А.Б., Каменский И. В. Технология пластических масс, изд. 2 переработанное и дополненное. М., Химия, 1976 – 608с.
3. Каргин В. А.   (главный редактор) Энциклопедия полимеров, том 1, - изд. Советская энциклопедия
4. Клёсов А.  Древесно-Полимерные композиты.- СПб: Научные основы и технологии, 2010 -736с.
5. Салмерс Дж., Уилкес Ч., Даниелс Ч. Поливинилхлорид/ Перевод с английского под редакцией Заикова Г.Е.. – СПб: Профессия, 2007 – 736 с.
6. Тихонов Н.Н., Мырышев М.А. Производство профильных изделий из ПВХ – СПб: Научные основы и технологии, 2012 – 614 с.
7. http://www.kaus.ru
8. http://www.uhde.ru Технология производства винилхлорида и поливинилхлорида

КГАСУ СТФ 15.015 КР-1

Лист

27

Изм.

К. Уч.

Лист

№ док.

Подпись

Дата

Наименование  продукта

ГОСТ или  отраслевой стандарт

Наименование  показателя

Регламентируемые  показатели с дополнительными отклонениями

1

2

3

4

Винилхлорид (высший сорт)

Собственное производство в соответствии с ТУ 6-01-14-90 с изм. № 1, 2

1. Внешний вид

Бесцветная жидкость

температура кипения, ⁰С

минус 13,8

плотность, кг/м³

983

2. Массовая доля примесей, %

в т. ч.

ацетилена

ацетальдегида

ДХЭ (1,1; 1,2)

-бутадиена (1,3)

Не более 0,020

Не более 0,0001

Не более 0,0006

Не более 0,002

Не более 0,0010

3. массовая доля хлороводорода, %

Не более 0,0001

4. массовая доля железа, %

Не более 0,0001

5. массовая доля воды, %

Не более 0,02

6. массовая доля фенола, %

Не более 0,0005

Характеристика

Размер

Описание 

Гранулы

диаметр 100-200 мкм 

Свободнотекущие частицы  порошка, обычно сформированные агломерированными каплями

Верхний слой

Толщина 0,5-5 мкм 

Оболочка гранул; ПВХ, осаждаемый на мембране во время суспензионной полимеризаuии. Уплотненная поверхность гранулы при полимеризации в массе

Мембраны 

Толщина 0,01-0,02 мкм 

Мембрана на разделе  фаз мономер-вода при суспензионной  полимеризации, а также привитый сополимер ПВХ и диспергирующий агент, такой как поливиниловый спирт

Первичные частицы 

диаметр 1 мкм 

В суспензионной полимеризации  это частица, формируемая из единичной капли мономера при степенях конверсии 10-50% осаждением из мономера с последующим ростом, состоит примерно из 10 миллионов молекул. Часто представляет собой единицу течения расплава, образованную при формовании из расплава

Агломераты первичных  частиц

Диаметр 3-10 мкм

Формируются в процессе полимеризации в результате агломерации первичных частиц

Домены 

Диаметр 100 нм

Образованы в специальных условиях, как, например, высокотемпературное плавление около 205 °С с последующей более низкотемпературной механической обработкой при 140-150 °С. Полимеризация водной фазы также создает структуру доменного размера в качестве оболочки

Микродомены

Интервал 10 нм

Кристаллиты или «нодулы»

Вторичная кристалличность 

Интервал 10 нм

Кристалличность, восстановленная  после частичного расплавления и ответственная за слияние (застывание)

Пористость 

0-0,60 см³/г 

Свободный поровый объем  между первичными частицами

Наименование 
показателя

Норма для марки  и сорта

ПВХ-С-8939-М

ПВХ-С-7459-М

ПВХ-С-7059-М

ПВХ-С-7058-М

ПВХ-С-7056-М

ПВХ-С-6359-М

ПВХ-С-6358-М

Высший сорт

1-й сорт

1. Внешний вид:

цвет

Однородный порошок  белого цвета

количество загрязнений и посторонних веществ, шт., не более

20

6

20

6

16

40

6

16

2. Количество прозрачных точек ("рыбий глаз") в 0,1 см³, шт., не более

20

2

15

2

15

Не нормируют

2

15

3. Значение К

89-91

74-76

74-76

70-73

70-73

70-73

63-65

63-65