1.1 Свойства ПВХ

Термопластичный полимер поливинилхлорид (ПВХ) - твердое вещество белого цвета, являющееся продуктом полимеризации винилхлорида, выпускается в виде сыпучего порошка, готового для дальнейшей переработки [1].

Химическая формула поливинилхлорида:

-[СН₂-СНСl]_n-

Некоторые физико-механические свойства поливинилхлорида приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Физико-механические свойства ПВХ

Сырьем для получения поливинилхлорида помимо гомополимера винилхлорида используют: хлорированный поливинилхлорид, содержащий 63-64 % хлора (перхлорвиниловая смола); сополимер 13-20 % винилхлорида с 80-85 % винилиденхлорида и 0-3 % акрилонитрила; сополимеры винилхлорида с винилацетатом или акрилонитрилом; смеси поливинилхлорида с производными целлюлозы и хлорированным поливинилхлоридом, содержащим 70-72 % хлора.

Волокнообразующий поливинилхлорид получают суспензией или блочной полимеризацией. Он должен иметь молекулярную массу 80000-100000. Особый интерес представляют гомополимеры повышенной степени синдиотактичности, полученные различными методами полимеризации, в основном при низких температурах (-20-(-40) єС). Из них производят наиболее теплостойкие и прочные волокна.

Перхлорвиниловую смолу, пригодную для формования волокон, получают при хлорировании поливинилхлорида, растворенного в тетрахлорэтане. Содержание хлора в смоле должно быть 63-64 %, молекулярная масса 60000-80000.

Волокнообразующие сополимеры винилхлорида с винилацетатом или акрилонитрилом, полученные эмульсионной полимеризацией, должны иметь молекулярную массу около 30000 и 100000 соответственно, сополимер винилиденхлорида с винилхлоридом - 20000-30000[2].

Поливинилхлорид устойчив к воздействию влаги, основных кислот, щелочей, растворов солей и промышленных газов, таких как хлор и диоксид азота. Материал также устойчив к воздействию бензина, керосина, жиров и спиртов. Ограниченно растворим в ацетоне и бензоле. Растворяется в дихлорэтане и нитробензоле. Трудногорюч. При температурах выше 120 ⁰C начинается заметное отщепление HCl, протекающее количественно при 300-350 ⁰C. При более высоких температурах наблюдается разрыв полимерных цепей с образованием углеводородов. Физико-химические свойства поливинилхлорида зависят от способа, рецептуры и режима его получения.

Поливинилхлорид относительно безвреден для здоровья и окружающей среды. В чистом виде поливинилхлорид довольно трудно перерабатывается, поэтому для производства изделий из ПВХ его смешивают с различными пластификаторами, доля которых в зависимости от требуемых свойств конечного продукта может достигать 30% от общей массы изделия. Как результат, параметры жесткости конечного изделия могут варьироваться в больших пределах [1]. Важный показатель качества поливинилхлорида, определяющий его назначение - величина К (константа Фикентчера), характеризующая среднюю молекулярную массу поливинилхлорида [3].

Ее определяют по уравнению:

где h_отн- относительная вязкость раствора поливинилхлорида,

с - концентрация раствора (в г/100 мл),

k= К ·10 ^-3.

К другим не менее важным показателям качества относятся: насыпная плотность, содержание влаги, гранулометрический состав, способность поглощать пластификатор, константа скорости элиминирования HCl.