ПВХ — что это за материал: расшифровка поливинилхлорида, свойства и применение

Стремительное развитие химических технологий способствовало появлению новых материалов, применяемых в таких сферах деятельности, как: строительстве, ТНП, мебельной и автомобильной индустрии. Использование синтетических компонентов снизило уровень расхода натурального сырья и стоимость нетканых полотен.

ПВХ, что это за материал, сегодня знает каждый школьник. Сфера его применения достаточна широка. Техническая ткань демонстрирует высокие эксплуатационные свойства и устойчивость к механическим воздействиям.

Особенности производства

Чтобы понять, что такое ПВХ, стоит ознакомиться с технологией его изготовления. Получают материал путем полимеризации винилхлорида с присутствием NaCl. От способа синтеза зависит назначение полученных соединений.

Ранее термопластический полимер изготавливали устаревшим методом, требующим строгого соблюдения температурного режима. В результате на выходе образовывалось соединение низкого качества из-за большого количества остаточных компонентов. Данный метод называется полимеризацией в массе.

В современной промышленности применяют современные способы синтеза ПВХ:

полимеризация в суспензии;
в эмульсии;
в массе.

При полимеризации в суспензии применяют точное управление параметрами. Технология считается наиболее популярной и используется в производстве пластиковых окон, изделий с повышенными требованиями к качеству конечного продукта.

Полимеризация в эмульсии — синтез в водной среде с использованием поверхностно-активных веществ, выступающих эмульгаторами. В ходе процесса выделяют латекс, из которого поэтапно получают чистый полимер.

Мнение эксперта

Алена

Эксперт и технолог по тканям Алена Хлебникова готова ответить на ваши вопросы.

Напишите мне

ПВХ-материал — это техническая ткань, изготовленная на основе синтетических волокон. На сетку из полимерных нитей (лавсан, полиэстер, нейлон) наносят покрытие из поливинилхлорида. Недорогой практичный материал называют баннерной, тентовой тканью или пленкой.

Варианты в соотношении переплетаемых нитей разнообразные: 6х6; 7х7; 8х8; 9х9; 12х12. Для придания заданных свойств нити размягчают либо применяют химические присадки, лаки. К примеру, полиуретан способствует повышению устойчивости к истиранию и делает полотно эластичным.

Как поливинилхлорид влияет на организм человека?

Сам винилхлорид характеризуется как очень сильный яд, при горении выделяющий токсичные вещества. На человека данное вещество оказывает терато-, канцеро- и мутагенное действие. В результате многочисленных исследований учеными было доказано, что воздействие ПВХ на человека вызывает рак в различных органах и тканях (в т.ч. мозг, легкие и печень), а также нарушает лимфатическую и кроветворную систему. При постоянном действии в высоких концентрациях винилхлорид может вызвать даже паралич нервной системы вплоть до полной остановки дыхания. Однако современные производители учли все эти свойства и потому производят ПВХ по особой технологии. Современные изделия из поливинилхлорида (если они качественные) не оказывают такого страшного влияния на человека.

Состав и расшифровка аббревиатуры ПВХ

Аббревиатура ПВХ расшифровывается как поливинилхлорид. Существуют и другие названия материала: винил, полихлорвинил, виннол, вестолит, сумилит и др. Химическая формула полимера: (C₂H₃Cl)n; [−CH2−CHCl−]n

Анализ состава вещества позволяет сделать вывод о том, что при температуре 110 – 120°С происходит активное выделение хлороводорода HCl. При этом не наблюдается горения. Когда изменяется структура, начинается разложение. При утилизации ПВХ под воздействием температур плавления материал выделяет вредные для здоровья человека и окружающей среды канцерогены.

Поливинилхлорид демонстрирует устойчивость к воздействию воды, спиртов, органических углеводородов, химических соединений (соли, щелочи, кислоты). ПВХ является диэлектриком. При температуре ниже — 65°С полимер становится хрупким.

Поливинилхлоридная ткань — материал технического назначения синтетического состава. Образован основой из полимерных нитей с покрытием. Благодаря свойствам полимера материалу можно придать заданные свойства.

Полотна двухлицевые, плотные, гладкие, обладают жесткостью. Некоторые виды ПВХ материала посредством применения дополнительных пластификаторов (фталаты) обладают эластичностью. На фото поверхность полотен гладкая с глянцевым блеском.

Сокращение PVC (международное название) обозначает polyvinyl chloride, переводится с английского как поливинилхлорид. Вещество поставляется в двух основных формах: жесткой и гибкой. В чистом виде это хрупкое твердое вещество белого цвета.

Для получения покрытия с умеренной гибкостью мелкие частицы ПВХ растворяют в пластификаторе, применяя метод полимеризации в суспензии. Пластизоль — жидкость, полученная в процессе производства, не затвердевает при охлаждении и переходит в состоянии геля при повторном нагреве.

На полиэфирную ткань наносят пластизольное покрытие разными способами:

распылением;
впрыскиванием в пресс-форму;
путем окунания в ванну.

Характеристики

Что такое ПВХ, и какими свойствами обладает, поможет разобраться таблица:

Характеристики	Показатели
Тип сырья	Синтетическое
Назначение	Техническое
Структура	Полотно из полимерных нитей со специальным покрытием
Волокна, используемые в производстве основы	Полиэстер, лавсан, нейлон, полиэфир
Покрытие	Поливинилхлорид
Плотность, г/м2	От 280
Стандартная ширина полотен, см.	160
Водоупорность	Высокая
Гигроскопичность, %	Менее 1

Откройте чтобы посмотреть всю таблицу

Скорость впитывания влаги	Минимальная
Воздухопроводность	Малая
Паропроницаемость	Низкая
Термостойкость	Диапазон температур от — 30 до + 70°С
Накапливание статического электричества	Умеренная
Сторона	Двухлицевая
Способы окрашивания	Гладкокрашеные однотонные полотна
Производитель	Китай
Стандартизация	ГОСТ 29151 – 91
Цена	Приемлемая, от 460 р. за 1 метр

Сравнительная таблица

Подводя итог, в чем разница между МДФ и ПВХ, следует констатировать, что по составу общего у этих материалов нет ничего. Конечно, области их применения могут и пересекаться (например, при производстве мебели, где из МДФ делается облицовка, а из ПВХ – элементы декора). Или когда панели МДФ покрываются пленкой ПВХ, и в некоторых других случаях (стеновые панели изготавливают и из ПВХ, и из МДФ).

МДФ	ПВХ
Что представляет собойматериал	Прессованная при высокой температуре и давлении древесная стружка	Полимер, производится на предприятиях химической промышленности
Область применения	Строительство, производство мебели, тары, напольных и стеновых покрытий, корпусов акустических систем, в некоторых других областях	Широчайшая область применения – электротехника (в качестве изоляции), производство огромного ассортимента пленок, в легкой, автомобильной промышленности, в рекламе, строительстве (профили дверей и окон), при выпуске холодильной техники и во многих других отраслях

Вреден или нет

Материал ПВХ с точки зрения экологичности не является безопасным. Виной тому химический состав полотна, способствующий низкому воздухообмену и минимальной паропроводимости. Производство поливинилхлорида также не является безопасным. В процессе синтеза выделяются вредные вещества.

Материал не поддерживает горение, под воздействием высоких температур происходит плавление. При утилизации выделяет в окружающую среду токсичные хлорорганические соединения и угарный газ.

Химические свойства

Как мы отметили ранее, ПВХ практически неуязвим к воздействию некоторых видов кислот. Это действительно так – поливинилхлорид не изменяет свои свойства при действии щелочей, бензина, керосина, растворов солей и металлов.

Также до 60 градусов Цельсия данный материал устойчив к соляной и муравьиной кислоте. ПВХ стоек к окислению и воздействию глицерина, жиров и гликолей. Что же касается спиртов, то поливинилхлорид не растворяется в этиловом и метиловом спиртах, высших алкоголях, а также смазочных и растительных маслах. Не уязвим он и к воздействию кислых сточных вод.

Какие есть плюсы и минусы

Техническая поливинилхлоридная ткань обладает преимуществами и недостатками.

К плюсам материала стоит отнести такие свойства:

максимальная водоупорность;
устойчивость к воздействию химических веществ;
высокая прочность на разрыв и стойкость к механическим повреждениям;
сохранение свойств при резких перепадах температур;
устойчивость к воздействию ультрафиолета;
в отличие от каучуковых материалов обладает невысоким весом;
оптимальная адгезия;
долговечность: срок службы составляет от 4 до 10 лет при интенсивной эксплуатации;
возможность соединения полотен различными видами: пайка, склеивание, сварка ТВЧ; ремонт порезов с помощью ультразвука, подачи горячего воздуха и т. д.;
богатая цветовая палитра;
морозостойкость;
огнестойкие полотна не поддерживают горения (плавятся);
доступная стоимость;
практичность.

Главный минус материала — химический состав. Из недостатков нужно отметить такие:

материал не является биоразлагаемым;
диапазон температур составляет от — 30 до + 70°С. При снижении или повышении пограничных показателей происходит изменение структурных связей;
способность накапливать статическое электричество;
в процессе производства и утилизации материал PVC представляет вред для окружающей среды из-за выделения токсичных элементов.

Диэлектрические свойства

Перечисляя свойства ПВХ , также необходимо отметить тот факт, что поливинилхлорид является хорошим диэлектриком (не проводит через себя электрический ток). Однако при нагревании до температуры 85 и более градусов Цельсия данный материал быстро теряет эти свойства. Что касается веса, то по плотности ПВХ является более тяжелым, нежели полиэтилен, однако легче, чем фторопласт и фенолформальдегидный пластик.

Высокая пожаростойкость ПВХ достигается за счет использования в его производстве такого компонента, как хлор. Именно он снижает риск горючести жесткого поливинилхлорида.

Сферы применения

Материалы из полимера поливинилхлорид нашли применение в следующих отраслях: строительство, медицина, машиностроение, производство игрушек и мн. других.

Баннеры

Баннерный ПВХ называют еще виниловой тканью. Используют в производстве продукции рекламного характера. За счет химического состава и применения пластификаторов полотно пригодно для нанесения печати. Плотность данного вида варьируется от 280 до 550 г/м2. Для баннеров и рекламных щитов применяют армированные сеткой из полипропилена или полиэфира и неармированные полотна.

Мебель и интерьер

В производстве мебели для дачи и предметов интерьера для кафе и ресторанов используют не пластифицированный ПВХ. Пленка применяется для оформления фасадов предметов из МДФ, ЛДСП. Покрытие предотвращает доступ влаги и деформирование при перепадах температуры.

Кухни с фасадом, обклеенным ПВХ пленкой, практичны, имеют доступную стоимость, за ними легко ухаживать.

Игрушки

Винил широко используется в производстве детских игрушек. Найти в продаже кукол, не содержащих полимерных материалов, практически невозможно. Пластизоль является основным сырьем в производстве “резиновых” игрушек.

ПВХ не считается безопасным материалом, поэтому большинство производителей применяют различные технологии для повышения уровня безопасности, используя различные пластификаторы. Игрушки низкого качестве поставляют преимущественно из Китая. При выборе важно наличие сертификата соответствия и указание состава сырья на упаковке. Качественный полимер, используемый в производстве игрушек, не должен иметь химического запаха.

Стройка

В строительстве ПВХ также нашел широкое применение. Из него изготавливают трубы, фитинги, напольные покрытия, отделочные панели, рабочие перчатки, защитную одежду, окна, двери, фурнитуру. Главными преимуществами материала считается высокая прочность, устойчивость к образованию коррозии, жесткость, легкость и огнеупорность.

Лодки

Лодочный поливинилхлорид выпускают в двух вариантах: армированный и неармированный. Материал обладает оптимальной гибкостью. ПВХ не армированный легче укрепленного, и соответственно, вес надувной лодки из него ниже.

Бассейны

Бассейны также производят из пластичного полимера. Изделия отличаются высокой степенью надежности и долговечность. Стоимость их приемлемая, что обусловило популярность изделий.

Медицина

Поливинилхлорид более 50 лет используют в медицине. Его применяют в производстве различных предметов, в том числе тех, что контактируют с внутренними органами и кровью пациентов. Поэтому обязательным условием служит химическая совместимость компонентов. ПВХ, используемый для предметов медицинского назначения, имеет разрешение к применению Евросоюза, и считается безопасным.

Из материала изготавливают катетеры, трубки, упаковку, медицинские перчатки, маски, шины, тонометры и мн. др.

Авто

В автомобилестроении полимер является вторым по популярности после полипропилена. Использование синтетического сырья не только удешевило стоимость транспортных средств, но и продлило срок их эксплуатации. Из ПВХ изготавливают приборные панели, покрытие салонов, кабельную изоляцию, подлокотники, подушки безопасности и мн. др.

Тенты

В производстве тентов полимер занимает лидирующие позиции. В отличие от брезентовых образцов такие изделия защищают от влаги, температурных колебаний. Существенным аспектом является простота соединения полотен: пайка, сварка.

Скатерти

Скатерти из поливинилхлорида также популярны не только на предприятиях общепита. Их полюбили многие хозяйки за простоту ухода, внешнюю привлекательность и доступную стоимость.

История

Впервые поливинилхлорид из винилхлорида получил в 1835 году Анри Виктор Реньо во Франции. Произошло это в ходе случайных экспериментов. Сохранились записи ученого, в которых он не смог охарактеризовать и назвать полученное вещество.

Следующая волна исследований поливинилхлоридного соединения датируется 1878 годом. Но и тогда применения ему не нашлось и эксперименты приостановили.

В 1913 в Германии химик Фриц Клатте, изучив свойства вещества, запатентовал производство ПВХ. Реализовать его идеи помешала наступившая Первая мировая война.

Почти параллельно с Клатте в Германии поливинилхлорид исследовал Уолдо Силон в Америке. В 1926 году он запатентовал идею создавать из нового волокна занавески для ванной комнаты.

Промышленное производство предметов из нового материала началось в 1931 году.

Меньше чем через 15 лет поливинилхлоридное полотно прочно вошло во многие отрасли промышленности. Из него стали делать также посуду, предметы быта, автомобильные детали и пр.