![]() |
|
|
ПОЛИВИНИЛХЛОРИДПОЛИВИНИЛХЛОРИД (ПВХ,
вестолит, хосталит, вин-нол, корвик, сольвик, сикрон, джеон, ниппеон, луковил,
хелвик, норвик и др.) [—CH2CHCl—]n, бесцв. термопластичный
полимер; молекулярная масса (10-150)•103; плотность 1,35-1,43 г/см3,
насыпная плотность порошка 0,4-0,7 г/см3; т. стекл. 75-800C;
температура текучести 150-2200C. растворим в дихлорэтане, циклогексаноне, хлор-
и нитробензоле, ТГФ, ДМФА, ограниченно-в бензоле, ацетоне, не растворим в воде,
спиртах, углеводородах. Стоек в растворах щелочей, K-T, солей; атмосфере- и грибостоек.
Трудногорюч. При температурах выше 1200C начинается заметное отщепление
HCl, протекающее количественно при 300-3500C. При более высоких температурах
наблюдается разрыв полимерных цепей с образованием углеводородов. Физ.-химический
свойства ПОЛИВИНИЛХЛОРИД зависят от способа, рецептуры и режима его получения. Важный показатель
качества ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, определяющий его назначение,-величина К (константа Фикентчера),
характеризующая среднюю мол. массу ПОЛИВИНИЛХЛОРИД Ее определяют по уравению: где hОTH-
относит. вязкость раствора ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, с - концентрация раствора (в г/100 мл), k=
К •10 -3. Др. показатели качества: насыпная плотность, содержание
влаги, гранулометрич. состав, способность поглощать пластификатор, константа
скорости элиминирования HCl. Получают ПОЛИВИНИЛХЛОРИД полимеризацией
винилхлорида (В.). Скорость процесса в растворе подчиняется кинетическая уравению
для гомог. радикальной полимеризации. Однако поскольку ПОЛИВИНИЛХЛОРИД не растворим в
В., полимеризация в массе мономера, а также в водной среде носит гетерофазный
характер. Из-за низкой подвижности макрорадикалов в твердой фазе затруднено
их взаимодействие и, следовательно, мала скорость обрыва полимерной цепи; в то же
время константы скорости инициирования и роста цепи остаются такими же, как
в гомог. среде. Поэтому с увеличением количества ПОЛИВИНИЛХЛОРИД возрастает и общая скорость
полимеризации (автокаталитических процесс). Скорость реакции увеличивается до степени
превращаются мономера 60-70%, затем начинает уменьшаться из-за его исчерпания. Тепловой
эффект реакции 92,18 кДж/моль, энергия активации около 83,80 кДж/моль. Степень полимеризации
в значит, мере зависит от температуры, что объясняется склонностью В. к реакции передачи
цепи. Температура полимеризации оказывает некоторое влияние и на степень кристалличности
ПОЛИВИНИЛХЛОРИД При температурах от -10 до 20 0C получают ПОЛИВИНИЛХЛОРИД с повыш. синдиотактичностью
и т. стекл. до 1050C. Пром. производство ПОЛИВИНИЛХЛОРИД (в т.
ч. и в СССР) осуществляют тремя способами: 1) суспензионная полимеризация по
периодической схеме. В., содержащий 0,02-0,05% по массе инициатора (например, ацилпероксиды,
диазосоединения), интенсивно перемешивают в водной среде, содержащей 0,02-0,05%
по массе защитного коллоида (например, метилгидроксипропилцеллюло-за, поливиниловый
спирт). Смесь нагревают до 45-65 0C (в зависимости от требуемой мол.
массы ПОЛИВИНИЛХЛОРИД) и заданную температуру поддерживают в узких пределах с целью получения однородного
по мол. массе ПОЛИВИНИЛХЛОРИД Полимеризация протекает в каплях В., в ходе ее происходит некоторая
агрегация частиц; в результате получают пористые гранулы ПОЛИВИНИЛХЛОРИД размером 100-300
мкм. После падения давления в реакторе (степень превращения В. около 85-90%) удаляют
непрореагир. мономер, ПОЛИВИНИЛХЛОРИД отфильтровывают, сушат в токе горячего воздуха, просеивают
через сита и расфасовывают. Полимеризацию проводят в реакторах большого объема
(до 200 м3); новые производства полностью автоматизированы. Уд. расход
В. 1,03-1,05 т/т ПОЛИВИНИЛХЛОРИД Преимущества способа: легкость отвода тепла реакции, высокая
производительность, относит. чистота ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, хорошая совмещаемость его с компонентами
при переработке, широкие возможности модификации свойств ПОЛИВИНИЛХЛОРИД путем введения различные
добавок и изменения параметров режима. 2) Полимеризация в массе
по периодической схеме в две ступени. На первой В., содержащий 0,02-0,05% по массе
инициатора, полимеризуют при интенсивном перемешивании до степени превращаются около
10%. Получают тонкую взвесь частиц ("зародышей") ПОЛИВИНИЛХЛОРИД в мономере,
к-рую переводят в реактор второй ступени; сюда же вводят дополнительной количества мономера
и инициатора и продолжают полимеризацию при медленном перемешивании и заданной
температуре до степени превращения В. около 80%. На второй ступени происходит дальнейший
рост частиц ПОЛИВИНИЛХЛОРИД и их частичная агрегация (новых частиц не образуется). Получают
пористые гранулы ПОЛИВИНИЛХЛОРИД с размерами 100-300 мкм в зависимости от температуры и скорости
перемешивания на первой ступени. Незаполимеризовав-шийся В. удаляют, ПОЛИВИНИЛХЛОРИД продувают
азотом и просеивают. Порошок сыпуч и легко перерабатывается. Преимущества перед
суспензионным способом: отсутствие стадий приготовления водной фазы, выделения
и сушки ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, в результате уменьшаются капиталовложения, энергозатраты и расходы
на обслуживание. Недостатки: затруднены отвод тепла реакции и борьба с коркообразованием
на стенках аппаратуры; образующийся ПОЛИВИНИЛХЛОРИД неоднороден по мол. массе, его термостойкость
ниже, чем у ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, полученного первым способом. 3) Эмульсионная полимеризация
по периодической и непрерывной схеме. Используют растворимые в воде инициаторы (H2O2,
персульфаты), в качестве эмульгаторов - ПАВ (например, алкил- или арилсульфаты,
сульфонаты). Радикалы зарождаются в водной фазе, содержащей до 0,5% по массе
инициатора и до 3% эмульгатора; затем полимеризация продолжается в мицеллах
эмульгатора. При непрерывной технологии в реактор поступают водная фаза и В.
Полимеризация идет при 45-600C и слабом перемешивании. Образующийся
40-50%-ный латекс с размерами частиц ПОЛИВИНИЛХЛОРИД 0,03-0,5 мкм отводится из ниж. части
реактора, где нет перемешивания; степень превращения В. 90-95%. При периодической
технологии компоненты- (водная фаза, В. и обычно некоторое количество латекса от предыдущих
операций, так называемой затравочный латекс, а также др. добавки) загружают в реактор
и перемешивают во всем объеме. Полученный латекс после удаления В. сушат в распылит.
камерах и порошок ПОЛИВИНИЛХЛОРИД просеивают. Хотя непрерывный процесс высокопроизводителен,
преимущество часто отдается периодическому, ибо им можно получить ПОЛИВИНИЛХЛОРИД нужного
гранулометемпературич. состава (размеры частиц в пределах 0,5-2 мкм), что очень важно
при его переработке. Эмульсионный ПОЛИВИНИЛХЛОРИД значительно загрязнен вспомогат. веществами,
вводимыми при полимеризации, поэтому из него изготовляют только пасты и пластизоли
(см. ниже пластикат). Суспензионной полимеризацией
в мире производится не менее 80% всего ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, двумя др. способами-по ~10%. ПОЛИВИНИЛХЛОРИД перерабатывают всеми
известными методами переработки пластмасс (см. Полимерных материалов переработка)как в жесткие (винипласт), так и в мягкие, или пластифицированные (пластикат),
материалы и изделия (см. табл.). ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ВИНИПЛАСТА
И ПЛАСТИКАТА
Винипласт-продукт переработки
ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, содержащего след, добавки: 1) главным образом термостабилизаторы - акцепторы HCl
(соединение Pb, Sn, оксиды и соли щел.-зем. металлов), а также иногда эпоксидир.
масла, органическое фосфиты; антиоксиданты фенольного типа; светостабилизаторы (производные
бензо-триазолов, кумаринов, бензофенонов, салициловой кислоты, сажа, TiO2
и др.); 2) смазки (парафины, воски и др.; вводят для улучшения текучести расплава);
3) пигменты или красители; 4) минеральных наполнители; 5) эластомер (например, сополимер
акрилонитрил - бутадиен -стирол или этилен-винилацетат в кол-ве 10-15% по массе;
для повышения ударной вязкости). Композицию тщательно перемешивают в смесителях
и перерабатывают в экструдерах или на вальцах. Винипласт выпускают в виде листов,
плит, труб, прутков, погонажно-про-фильных материалов, а также гранул, из которых
экструзией или литьем под давлением формуют различные изделия. Винипласт легко поддается
механические обработке, сваривается и склеивается. Его используют как конструкционный
коррозион-ностойкий материал для изготовления химический аппаратуры и коммуникаций,
вентиляц. воздуховодов, труб, фиттингов, а также для покрытия полов, облицовки
стен, тепло- и звукоизоляции (пенополивинилхлорид), изготовления плинтусов,
оконных переплетов и др. строит. деталей. Из прозрачного винипласта изготовляют
объемную тару для пищевая продуктов, бутылки и др. Пластикат-продукт переработки
ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, содержащего помимо компонентов, используемых при получении винипласта, 30-90
мас. ч. пластификатора (например, эфиров фтале-вой, фосфорной, себациновой или
адипиновой кислот, хлорир. парафинов). Пластификатор существенно снижает температуру стеклования
ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, что облегчает переработку композиции, снижает хрупкость материала и повышает
его относит. удлинение. Однако одновременно снижаются прочностные и диэлектрическая
показатели, химический стойкость. Пластикат перерабатывают преимущественно в виде паст и пластизолей
(дисперсии эмульсионного ПОЛИВИНИЛХЛОРИД в пластификаторе); выпускают в виде гранул или лент,
листов, пленок (см. Пленки полимерные). Используют его главным образом для изготовления
изоляции и оболочек для электропроводов и кабелей, для производства шлангов, линолеума
и плиток для полов, материалов для облицовки стен и обивки мебели, погонажно-профильных
изделий, искусств. кожи. Прозрачные гибкие трубки из пластиката применяют в
системах переливания крови и жизнеобеспечения в мед. технике. ПОЛИВИНИЛХЛОРИД с повыш. теплостойкос тью,
производимый в небольших количествах, используют для производства волокна (см. Поливинилхлоридпые
волокна). Мировое производство ПОЛИВИНИЛХЛОРИД составляет
более 12 млн. т/год (1982). Наиб. крупные производители ПОЛИВИНИЛХЛОРИД: США, Япония, СССР,
ФРГ, Италия, Франция, Великобритания, ГДР. Полимеризация В. под действием
света впервые изучена Э. Бауманом в 1872; первый пром. синтез ПОЛИВИНИЛХЛОРИД осуществлен
в Германии в 1930 эмульсионной полимеризацией В. Литература: Энциклопедия
полимеров, т. 1, M., 1972, с. 439-54, 464-66; т. 2, M., 1974, с. 609-13; Encyclopedia
of PVC, ed. by L. J. Nass, v. 1, N.Y.-Basel, 1976. И. Б. Котляр. Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |
|
Введение в химию окружающей среды. Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей
среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги
заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в
разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на
химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах.
Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии
университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга
читателей.
Химия и технология редких и рассеянных элементов. Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов
химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии
лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во
второй
части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана,
лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В
третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия,
тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание
уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В
технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика
рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов
производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие
составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по
1972 год включительно.
|
|