14. Поливинилхлорид и сополимеры винилхлорида, их получение, свойства, области применения.

ПВХ наряду с ПЭ относится к одному из самых крупнотоннажных полимеров. [-СН₂ – СНСl-]. Это аморфный полимер. Получается ПВХ полимеризацией хлористого винила (бесцветный газ). Полимеризацию проводят в водных эмульсиях в присутствии эмульгаторов (поливиниловые спирты). В зависимости от вида и характера эмульгаторов получившаяся система выделяется в виде относительно крупных частиц, взвешенных в жидкой фазе, в виде устойчивой тонкой дисперсии, подобной каучуковому латексу. Образовавшиеся частицы осаждают. Отделяют фильтрованием, промывают и высушивают, получая белый порошок. ПВХ термопластичен и имеет плотность 1,4 г/см³. Он растворяется лишь в некоторых органических растворителях, преимущественно в хлорсодержащих, в ацетоне, бензине и спирте стоек, но может набухать после длительного пребывания. Обладает высокой стойкостью к действию воды, многих химических реагентов, жиров и нефтепродуктов, обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Недостатки материала: низкая теплостойкость и термостабильность. Уже при 65-70 С размягчается и из жесткого пластика превращается в резиноподобный материал, а при нагревании выше 140 С начинает разлагаться, не достигая расплавленного состояния. При этом происходит отщепление хлористого водорода. Пластик становится коричневого цвета, то есть происходит его термическая деструкция.

На основе эмульсионного ПВХ получают пенопласты и поропласты, из суспензионного пористые композиции не изготавливаются из-за большого размера частиц.

Переработка ПВХ может происходить только при 140-175 С. В его состав обычно входят термостабилизаторы (стеараты натрия, свинца), предотвращающие или задерживающие его разложение при нагревании в присутствии кислорода воздуха.

На основе ПВХ получаются жесткие и мягкие пластики. Вальцеванием, каландрованием или горячим прессованием получается твердый и упругий пластик – винипласт. Он почти не горит и обладает высокой химической стойкостью. Рабочая температура 60-70 С. Его выпускают в виде пластин, пленки, стержней, труб и применяют в различных отраслях промышленности как маслостойкий, химически стойкий и изоляционный материал. В электротехнике он заменяет эбонит, из него изготавливают вентиляционные трубы, емкости для химикатов и др. Пленка из ПВХ применяется для водосточных труб, светотехнических целей.

Мягкий ПВХ, называемый пластикатом, представляет собой однородный относительно мягкий и эластичный материал. Вальцеванием порошок поливинилхлоридной смолы смешивают с пластификаторами (дибутилфталат, трикрезилфосфат), стабилизаторами, наполнителями и красителями. Содержание пластификаторов составляет 40-80%. С увеличением их содержания прочность понижается. А растяжимость повышается.

Изделия из пластиката в виде пластин, шлангов, труб, листов, пленок вырабатывают каландрованием и экструзией. Пластикат водонепроницаем, не набухает в воде, масле и бензине. Обладает химической стойкостью и высокими диэлектрическими свойствами.

В зависимости от вида и количества пластификаторов морозостойкость изделий колеблется от -15 до -60 С. В результате горючести некоторых пластификаторов пластикат может гореть с выделением копоти и летучих веществ. При неполном сгорании выделяются едкие и ядовитые газы: хлор, фосген и др.

Некоторые пластификаторы обладают возможностью мигрировать на поверхность, что приводит к повышению жесткости пластика. Они небезвредны, поэтому их нельзя применять для изготовления пленок пищевого назначения. Для упаковки пищевых продуктов пригодны пленки из ПВХ с нитрильным каучуком. Из пластиката изготавливают линолеум, гибкие трубы и шланги, летнюю обувь, галантерейные товары, изоляцию для проводников, клеящие ленты, пленки, используемые для упаковки, изготовления плащей, книжных переплетов, а также пасты для получения искусственных кож, клеенок, самоклеящихся обоев.

Существенное значение имеют продукты химической модификации ПВХ – перхлорвинил и его сополимеры хлористого винила с другими мономерами. Получают перхлорвинил хлорированием полихлорвиниловой смолы, он имеет вид белого порошка, который растворяется в некоторых растворителях (ацетон) и обладает более высокой адгезионной способностью (к металлу, дереву, коже), чем поливинилхлорид. Это обусловливает его использование для атмосферостойких и антикоррозионных лаков и эмалей, пленки которых обладают стойкостью к кислотам, щелочам, бензину и маслам. Его используют также в производстве клеев, волокон (для специальных тканей, сетей, канатов, щеток). Волокно хлорин из перхлорвинила применяется в производстве медицинского белья. Это волокно неустойчив к температуре выше 70 С.

Сополимеры хлористого винила с винилиденхлоридом (CH₂ – CCl₂), называемые СВХ, а в США – сараном, обладают высокой влагостойкостью и химической стойкостью, легко перерабатываются в пленки и нити. Из них изготавливают синтетические волокна и прозрачные пленки, обладающие высокой водостойкостью, механической прочностью и долговечностью. В эти пленки упаковывают продовольственные товары (также сложной формы).

Сополимеры винилхлорида с винилацетатом применяются для лаков и красок, покрытий по бумаге и тканям, для граммофонных пластинок, линолеума. Они негорючи, стойки к нефтепродуктам, действию м/о. Из этих сополимеров изготавливают волокна типа виньон, пленочные материалы.