ما هو PVC؟ هذه المادة هي كلوريد البوليفينيل. إنه ينتمي إلى مجموعة اللدائن الحرارية - وهي مواد بلاستيكية تظل قابلة لإعادة التدوير بعد تشكيل المنتج. تتكون مادة PVC النقية من 43 بالمائة من الإيثيلين. أما نسبة الـ 57 بالمائة المتبقية فهي عبارة عن الكلور المدمج.
تأتي مادة PVC في شكل مسحوق وتستخدم في العديد من الصناعات. المنتج الأكثر شهرة في إنتاج هذه المواد هو النوافذ البلاستيكية المعدنية. لإنتاج مقاطع النوافذ، تتم إضافة أصباغ خاصة ومثبتات ومعدلات والعديد من الإضافات المساعدة الأخرى إلى مسحوق البولي فينيل كلورايد. بفضلهم، يصبح المنتج غير معرض لأشعة الشمس المباشرة وتغيرات درجات الحرارة والعوامل البيئية الأخرى.
ما هو PVC؟ الميزات الجسدية
الميزة الرئيسية للمواد البلاستيكية هي قوتها. نظرًا لخصائصه، فإن كلوريد البولي فينيل لا يخضع عمليًا للتشوه والضغوط الميكانيكية الأخرى. تعتمد درجة قوة هذه المادة على بنية الجزيئات الكبيرة، وكذلك على بنية البوليمر.
المواد البلاستيكية - ما هو؟ مميزة
وتتميز هذه المادة بأنها مادة بلاستيكية حرارية غير قابلة للاشتعال ويمكن تشكيلها بسهولة على الآلات التقليدية ويتم لحامها بسهولة بالهواء الساخن عند درجة حرارة 200-300 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يلتصق بأنواع مختلفة من الغراء (غالبًا ما يعتمد على راتنجات البيركلوروفينيل). علاوة على ذلك، يمكن لصق هذه المواد على المنتجات الخشبية والخرسانة والمعدنية. لا يخاف PVC من تأثيرات العديد من أنواع الأحماض، وكذلك الأحماض الأليفاتية والمكلورة وقوة الوصلات اللاصقة والملحومة حوالي 85-90 بالمائة من قوة المادة نفسها.
نظرًا لمرونته العالية وقوة الانحناء، فإن كلوريد البوليفينيل مطلوب على نطاق واسع بين الصيادين الذين يصنعون الأجزاء العلوية من قضبان الغزل بطريقة يدوية، وأيضًا، كما تظهر الممارسة، فإن هذه المنتجات لا تفقد خصائصها حتى عند درجة حرارة ناقص 45 درجة مئوية.
خصائص عازلة
عند إدراج خصائص PVC، من الضروري أيضًا ملاحظة حقيقة أن كلوريد البولي فينيل هو عازل جيد (لا يوصل التيار الكهربائي من خلال نفسه). ومع ذلك، عند تسخينها إلى درجة حرارة 85 درجة مئوية أو أكثر، تفقد هذه المادة بسرعة هذه الخصائص. أما بالنسبة للوزن، فإن PVC أثقل في الكثافة من البولي إيثيلين، ولكنه أخف من البلاستيك الفلوري والبلاستيك الفينول فورمالدهايد.
يتم تحقيق مقاومة الحريق العالية للـ PVC من خلال استخدام مكون مثل الكلور في إنتاجه. وهذا هو الذي يقلل من خطر القابلية للاشتعال لكلوريد البولي فينيل الصلب.
الخصائص الكيميائية
كما أشرنا سابقًا، فإن مادة PVC غير معرضة عمليًا لأنواع معينة من الأحماض. هذا صحيح - لا يغير كلوريد البوليفينيل خصائصه عند تعرضه للقلويات والبنزين والكيروسين والمحاليل الملحية والمعادن.
أيضًا، حتى 60، هذه المادة مقاومة لحمض الهيدروكلوريك والفورميك. PVC مقاوم للأكسدة وتأثيرات الجلسرين والدهون والجليكولات. أما بالنسبة للكحولات، فإن كلوريد البوليفينيل لا يذوب في كحولات الإيثيل والميثيل والكحولات العالية وكذلك زيوت التشحيم والزيوت النباتية. وهي ليست عرضة لآثار مياه الصرف الصحي الحمضية.
أين يتم استخدامه؟
لقد اكتشفنا بالفعل ما هو PVC، والآن دعونا نتحدث عن الصناعات التي تستخدم فيها هذه المادة. يستخدم كلوريد البوليفينيل على نطاق واسع في إنتاج الصفائح البلاستيكية المرنة (لتشطيب الجدران والأرضيات)، والأفلام، والقفازات الواقية والعديد من المواد والمنتجات الأخرى. يتم استخدام كلوريد البوليفينيل الصلب غير الملدن لإنتاج الأنابيب المقاومة للتآكل، وكذلك بعض أجزاء الأبواب والنوافذ. وفي مجال الهندسة الكهربائية تستخدم هذه المادة لعزل الأسلاك. كما يصنعون منه الألعاب والقرطاسية والسلع الرياضية. تُستخدم ألياف البولي فينيل كلورايد في صناعة شباك الصيد والبياضات الطبية والملابس المحبوكة وأقمشة الترشيح التقنية المختلفة. كما ترون، يتم استخدام PVC في جميع الصناعات والأسر تقريبا.
خصائص المنتجات البلاستيكية
في السوق الروسية يمكنك في أغلب الأحيان العثور على المنتجات التالية المصنوعة من كلوريد البوليفينيل:
- أغطية الأرضيات (وبعبارة أخرى - مشمع).
- فيلم.
- الألواح البلاستيكية.
أدناه سننظر بإيجاز في كل نوع من هذه الأنواع من المنتجات المذكورة أعلاه.
ما هو طلاء PVC؟ هذا هو السطح الذي تم فيه استخدام بلاط PVC خاص مخصص لوضع الأرضية. يمكن أن يكون لها تصميم مربع بسيط أو تصميم معقد.
فيلم PVC - ما هو؟ وفقًا لخصائصها، فهي مادة شفافة للغاية ومرنة وقابلة للتمدد قليلاً. مثل جميع المنتجات الأخرى، فهو مقاوم للكحوليات والأحماض، ولكنه يتمتع بقدرة فريدة على نقل الأكسجين. هذا هو السبب في أن الحاويات المعبأة في هذا الفيلم لا تفقد عرضها لفترة طويلة.
ما هي الألواح البلاستيكية؟ هذه مادة تستخدم لإنهاء الأسقف والجدران في الغرف المختلفة. غالبا ما تستخدم لتكسية الجدران في المطبخ والحمام.
كيف يؤثر كلوريد البوليفينيل على جسم الإنسان؟
يتميز كلوريد الفينيل نفسه بأنه سم قوي للغاية، حيث يطلق مواد سامة عند حرقه. في البشر، هذه المادة لها تأثيرات ماسخة ومسرطنة ومطفرة. ونتيجة لدراسات عديدة، أثبت العلماء أن التعرض للـPVC لدى البشر يسبب السرطان في مختلف الأعضاء والأنسجة (بما في ذلك الدماغ والرئتين والكبد)، كما أنه يعطل الجهاز اللمفاوي والدموي. مع التعرض المستمر لتركيزات عالية، يمكن أن يسبب كلوريد الفينيل شللًا في الجهاز العصبي، بما في ذلك التوقف التام للتنفس. ومع ذلك، فقد أخذت الشركات المصنعة الحديثة في الاعتبار كل هذه الخصائص، وبالتالي تنتج PVC باستخدام تقنية خاصة. المنتجات الحديثة المصنوعة من كلوريد البوليفينيل (إذا كانت ذات جودة عالية) ليس لها مثل هذا التأثير الرهيب على البشر. لذلك، حتى لا تخاطر بصحتك، عند شراء منتجات PVC، يجب أن تثق فقط بالمصنعين العالميين المعروفين.
لذلك، اكتشفنا ما هو PVC وما هو تأثيره على جسم الإنسان.
PVC عبارة عن نسيج صناعي ذو تركيبة مختلطة. يشير الاختصار إلى كلوريد البوليفينيل. أسماء أخرى للمواد: المظلة، قماش البانر، الفيلم. هناك نسخة لغة أجنبية - PVC.
يسمى نسيج البولي فينيل كلورايد حسب الطبقة العليا منه. لقد أصبح واسع الانتشار في مختلف الصناعات: من السلع الاستهلاكية إلى الهندسة الميكانيكية.
تم إنتاج كلوريد البولي فينيل لأول مرة من كلوريد الفينيل في عام 1835 على يد هنري فيكتور ريجنولت في فرنسا. حدث هذا خلال التجارب العشوائية. وقد تم الحفاظ على ملاحظات العالم التي لم يتمكن فيها من توصيف وتسمية المادة الناتجة.
تعود الموجة التالية من الأبحاث حول مركب كلوريد البوليفينيل إلى عام 1878. ولكن حتى ذلك الحين لم يكن هناك فائدة منه وتم تعليق التجارب.
في عام 1913، في ألمانيا، قام الكيميائي فريتز كلات، بعد أن درس خصائص المادة، بتسجيل براءة اختراع لإنتاج PVC. أدى اندلاع الحرب العالمية الأولى إلى منع تنفيذ أفكاره.
بالتوازي تقريبًا مع Klatte في ألمانيا، تمت دراسة كلوريد البولي فينيل بواسطة والدو سيلون في أمريكا. وفي عام 1926، حصل على براءة اختراع لفكرة صنع ستائر الحمام من الألياف الجديدة.
بدأ الإنتاج الصناعي للأشياء من المادة الجديدة في عام 1931.
في أقل من 15 عامًا، أصبح نسيج البولي فينيل كلورايد راسخًا في العديد من الصناعات. كما بدأوا في صنع الأطباق والأدوات المنزلية وقطع غيار السيارات وما إلى ذلك منه.
ميزات الإنتاج والتكوين
يعتمد النسيج على شبكة من البوليمرات. خيوطها (البوليستر أو النايلون أو اللافسان) منسوجة بإحكام معًا. هذه الشبكة مغطاة بطبقة من PVC.
يمكن أن يكون لتشابك الخيوط نسب مختلفة. الخيارات الأكثر شيوعًا:
- 12x12.
لإعطاء المنتج خصائص معينة، يتم طلاءه بالورنيش وجميع أنواع المضافات الكيميائية. على سبيل المثال، يضمن البولي يوريثين مرونة المنتج وعدم قابليته للمحو.
الخصائص الرئيسية لل PVC
هناك عدد من المعايير التي يتم من خلالها تحديد جودة المادة. فيما بينها:
- كثافة. تقاس بالجرام لكل متر مربع. يختلف على نطاق واسع. معدلات عالية شعبية: 550-800 جم/متر مربع.
- القوة والقدرة على التمدد. ويجب أن تتوافق مع المعايير التالية: ISO - الدولية، DIN - الألمانية، EN - الأوروبية.
- سمك الخيط. تقاس في تكس. الأقمشة الأكثر شعبية لديها قوة 110 تكس.
- مقاومة الحريق.
- مقاومة الزيت.
- القابلية للاشتعال.
- ظروف درجة الحرارة للاستخدام. يمكن أن تصل إلى +70 درجة.
بالنسبة للصناعات المتخصصة، تختلف المؤشرات النوعية والكمية.
إيجابيات PVC
يوفر طلاء البوليمر للمنتجات عددًا من المزايا العامة. فيما بينها:
- مرونة.
- الكثافة والقوة.
- مقاومة الماء. المادة لا تسمح للرطوبة بالمرور.
- ضيق الهواء. كونها ناقصًا في الصناعة الخفيفة، تصبح هذه الجودة ميزة إضافية عند استخدامها في المجال الصحيح.
- مقاومة الحرارة. النسيج لا يخاف من درجات الحرارة المنخفضة والعالية للغاية.
- مقاومة الشمس. لن تتلاشى العناصر عالية الجودة المصنوعة وفقًا للمعايير العالية في ضوء الشمس المباشر.
- عدم التأكسد.
- الميزانية. تتميز أقمشة البولي فينيل كلوريد بأسعار في متناول الجميع.
- عمر خدمة طويل نسبيًا. يتراوح من 5 إلى 15 سنة حسب الخصائص المحددة ونوع المنتج.
سلبيات PVC
تعتبر المنتجات المصنوعة من كلوريد البوليفينيل غير بيئية.
المادة "مشهورة" بالعيوب التالية:
- لا تتحلل تماما.
- منتجات انهيارها سامة.
- لا يمكنك حرق القماش: كلوريد الهيدروجين المنطلق منه خطير.
- وتصاحب عملية الإنتاج نفسها انبعاثات ضارة بالبيئة.
أنواع القماش
من الصعب التصنيف حسب التكوين والمعلمات الفردية، حيث يوجد العديد من الخيارات في هذا الصدد.
بناءً على الطلاء، تتميز المادة بما يلي:
- من جانب واحد.
- الثنائية.
وفقًا للمنتج الذي تهدف اللوحة القماشية إلى إنشائه، يتم تقسيمه إلى:
- قارب؛
- خيمة؛
- لافتات، الخ.
لأغراض البناء ولإنتاج القوارب، يتم استخدام نوعين من كلوريد البوليفينيل:
- معززة (أكثر أمانًا ومجهزة بعناصر "احتجازية" إضافية) ؛
- غير معزز (فيلم بسيط، مناسب لإنشاء دوائر السباحة للأطفال، وما إلى ذلك).
اعتمادًا على عدد الطبقات المضافة، ينقسم PVC إلى:
- متعدد الطبقات.
- طبقة واحدة.
نطاق التطبيق
يستخدم كلوريد البوليفينيل بنشاط في تصنيع:
- المعدات الرياضية الصغيرة والكبيرة (الترامبولين، وحصائر الجمباز، وأرضيات المصارعة، والمعدات المختلفة للرياضيين)؛
- الأحذية والأحذية المهنية الخاصة؛
- ملابس التخييم (الرؤوس، معاطف المطر)؛
- معدات الصيد؛
- مراتب لحمامات السباحة؛
- قوارب مطاطية، قوارب الكاياك؛
- المظلات السياحية والتجارية والخيام والهياكل الهيكلية المماثلة؛
- لافتات ولافتات إعلانية؛
- أسقف معلقة
- الستائر، الخ.
ميزات العملية
- الشرط الرئيسي لاستخدام العناصر والملابس المصنوعة من هذا النسيج هو الامتثال لشروط الرعاية. تأكد من دراسة التعليمات الخاصة بالمنتج بعناية بعد شرائه.
- لا يمكن غسل الستائر والمراتب ومعاطف المطر المصنوعة من مادة PVC بالغسالة.
- يجب أن نتذكر أن حرق الأشياء البلاستيكية أمر خطير.
التعليقات
الآراء حول كلوريد البولي فينيل مختلطة.
من ناحية، فهي ذات قيمة للتطبيق العملي وخصائص الأداء العالي.
من ناحية أخرى، تعتبر الطبيعة غير البيئية للمادة عيبًا كبيرًا.
معرض الصور
كلوريد البوليفينيل (PVC) [-CH 2 -CHCl-] ن- وهو كلور يحتوي على جزيء عالي الكلور، وترتبط الوحدات الأولية في جزيئه الضخم بشكل أساسي بطريقة "من الرأس إلى الذيل".
كلوريد البوليفينيل هو درجة حرارة التحول الزجاجي 70-80 درجة مئويةودرجة حرارة التدفق اللزج 150-200 درجة مئويةاعتمادا علي . درجة بلمرة PVCتتراوح العلامات التجارية الصناعية من 400 ل 1500 .
يتم تحديد خصائص وغرض كلوريد البوليفينيل إلى حد كبير من خلال طريقة تحضيره. يمكن أيضًا تغيير خصائص PVC من خلال التعديل الكيميائي. أدى توفر المواد الخام ()، وطرق الإنتاج البسيطة نسبيًا، والخصائص التقنية القيمة إلى النمو السريع واتساع نطاق إنتاجها.
تُستخدم المواد البلاستيكية المعتمدة على كلوريد البوليفينيل على نطاق واسع في الصناعات الكهربائية والكيميائية، وفي البناء، وكذلك في مجالات التكنولوجيا والحياة اليومية الأخرى.
رسم تاريخي مختصر
وفي عام 1835، اكتشف ريجنولت قدرة كلوريد الفينيل الغازي على التحول إلى مسحوق تحت تأثير الضوء. في عام 1872، قام بومان بدراسة بلمرة كلوريد الفينيل. وبعد 40 عامًا، اقترح أوستروميسلنسكي وكلات استخدام البلمرة الضوئية كطريقة صناعية لإنتاج كلوريد البوليفينيل. وفي وقت لاحق، تم تطوير طرق بلمرة كلوريد الفينيل تحت تأثير البادئات التي تتحلل إلى جذور حرة عند تسخينها. تم إجراء التوليف الصناعي لكلوريد البولي فينيل في مستحلب مائي لأول مرة في عام 1930. وكانت الخطوة المهمة التالية هي التطوير والتنفيذ الصناعي للبلمرة المعلقة لكلوريد الفينيل. في الآونة الأخيرة نسبيًا، تم تطوير الطريقة الصناعية للبلمرة السائبة لكلوريد الفينيل.
بلمرة كلوريد الفينيل
كلوريد البوليفينيل (PVC)تم الحصول عليها عن طريق البلمرة الجذرية لكلوريد الفينيل:
- في الحل.
الأكثر استخداما على نطاق واسع في الصناعة طريقة التعليق. تبدأ العملية بواسطة الجذور الحرة التي تتشكل أثناء التحلل المتماثل للبيروكسيدات أو مركبات الآزو. يرتبط الجذر الأساسي بشكل رئيسي بمجموعة الميثيلين من كلوريد الفينيل:
بسبب ميل كلوريد البولي فينيل إلى نزع هيدروكلوريت عند درجات حرارة أعلى 75 درجة مئويةمن الممكن نقل السلسلة إلى البوليمر بسبب استخلاص الكلور الأليلي من ذرة الكربون التي تقع بجوار الرابطة المزدوجة المتكونة بسبب جزئي نزع هيدروكلور البوليمر:
ونتيجة لهذا التفاعل، تظهر جذور أليلية منخفضة النشاط، مما يتسبب في تباطؤ البلمرة. لمنع نزع الهيدروكلورة والحصول عليها بولي كلوريد الفينيلمع محتوى الكلور النظري، من المستحسن إجراء عملية البلمرة عند درجات حرارة لا تزيد 70-75 درجة مئوية.
تتفاعل جذور كلوريد الفينيل بسهولة مع الشوائب المختلفة الموجودة حتى بكميات صغيرة بسبب نشاطها العالي.
بعض الشوائب، على سبيل المثال. الأسيتيلين، تتفاعل كعوامل نقل سلسلة ويمكن أن تسبب تكوين جذور منخفضة النشاط، مما يؤدي إلى إبطاء البلمرة. في وجود شوائب أخرى، يحدث إنهاء السلسلة.
غالبًا ما تستخدم تفاعلات نقل السلسلة للتحكم في الوزن الجزيئي للبوليمر. في هذه الحالة، يتم إدخال المواد القادرة على المشاركة في نقل السلسلة في وسط البلمرة - المنظمين. يتم اختيار المنظمات بحيث تكون الجذور المتكونة نتيجة نقل السلسلة نشطة بما فيه الكفاية، وإلا فإن المنظمات المستخدمة تبطئ أو حتى تمنع البلمرة.
في جميع حالات إنتاج كلوريد البولي فينيل، يكون للأكسجين تأثير سلبي على سير البلمرة وعلى خواص البوليمر. إن وجود الأكسجين في النظام يحدد فترة تحريض عملية البلمرة، وانخفاض معدل البلمرة، وانخفاض متوسط الوزن الجزيئي بولي كلوريد الفينيلوظهور التفرع وانخفاض الاستقرار الحراري بولي كلوريد الفينيل، تدهور توافقه مع الملدنات.
وبالتالي فإن محتوى الأكسجين أعلى 0,0005-0,001% (فيما يتعلق بكلوريد الفينيل) غير مرغوب فيه.
عندما يتبلمر كلوريد الفينيل، يتم إطلاق كمية كبيرة من الحرارة 1466 كيلوجول/كجممما يؤثر بشكل كبير على تكنولوجيا إنتاج البوليمر.
أثناء البلمرة السائبة لكلوريد الفينيل، يترسب البوليمر كطور صلب بسبب عدم قابلية ذوبان PVC في المونومر. في هذه الحالة، يزيد معدل التفاعل أولاً من بداية العملية إلى درجات عالية من تحويل المونومر، ثم يتناقص ببطء.
الزيادة في معدل البلمرة ترجع إلى تكوين الطور الصلب. ونتيجة لانتقال السلسلة إلى البوليمر، تتشكل مراكز نشطة على الجزيئات الكبيرة التي تترسب من الطور السائل وتكون قادرة على مواصلة البلمرة. بسبب انخفاض حركة السلاسل النامية المرتبطة بسطح البوليمر، ينخفض معدل انتهاء السلسلة، بينما يظل معدل النمو مرتفعًا بسبب الحركة العالية لجزيئات المونومر. لذلك، مع ظهور الطور الصلب، يزداد معدل البلمرة.
وتتأثر الزيادة في معدل بلمرة كلوريد الفينيل أيضًا بقدرة البوليمر على الانتفاخ في المونومر. تحدث البلمرة في جزيئات البوليمر المنتفخة، حيث يكون معدل حركة الجذور الكلية واحتمال تصادمها وإنهاء السلسلة ثنائية الجزيئات منخفضًا. تظل حركة جزيئات المونومر في الجزيئات المنتفخة ومعدل نمو سلاسل البوليمر مرتفعة.
غالبًا ما تسمى ظاهرة التحفيز الذاتي الموصوفة أعلاه أثناء بلمرة كلوريد الفينيل في ظل ظروف غير متجانسة بتأثير الجل. ومع ذلك، فإن هذه الظاهرة أثناء بلمرة كلوريد الفينيل لا تشبه تأثير الجل النموذجي الذي لوحظ في الحالات التي يكون فيها البوليمر الناتج قابلاً للذوبان في المونومر الخاص به.
خصائص كلوريد البوليفينيل
كلوريد البولي فينيل هو مسحوق أبيض ذو كثافة 1350-1460 كجم/م3. الوزن الجزيئي للمنتج الصناعي 30000-150000
. تصل درجة التبلور إلى 10%.
يتميز كلوريد البوليفينيل بتعدد التشتت الكبير، الذي يزداد مع زيادة درجة التحويل.
عدد متوسط الوزن الجزيئي ‾ م ن(قريبة في القيمة من متوسط الكتلة ¯ ميغاواط) يمكن حسابها من القيمة اللزوجة الجوهرية [η]:
من الناحية العملية، يتميز الوزن الجزيئي للبولي فينيل كلوريد بـ ثابت فيكينتشر (Kf): ك و = 1000 ألف
معامل كتحددها المعادلة: 
أين η rel- اللزوجة النسبية لمحلول كلوريد البولي فينيل في الهكسانون الحلقي (عادة 0.5 أو 1 جم من البوليمر لكل 100 سم 3 من المذيب).
أدناه هو ثابت فيكينتشر K f، يصف متوسط الوزن الجزيئي لكلوريد البولي فينيل الذي تم الحصول عليه بطرق مختلفة:
انخفاض اللزوجة ( η العلاقات العامة) ، ثابت فيكينتشر ( ك ف) وعدد متوسط الوزن الجزيئي ( ¯م ن)كلوريد البوليفينيل المستعبدين على النحو التالي:
| η العلاقات العامة | 1,80 | 1,98 | 2,20 | 2,44 | 2,70 |
| ك ف | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 |
| م ن | 50 000 | 65 000 | 80 000 | 90000 | 100 000 |
نظرًا لمحتوى الكلور العالي (حوالي 56٪)، فإن كلوريد البوليفينيل غير قابل للاشتعال عمليًا. في 130-150 درجة مئويةيبدأ ببطء، ومتى 170 درجة مئويةتحلل أسرع لكلوريد البولي فينيل، مصحوبًا بإطلاق كلوريد الهيدروجين.
كلوريد البولي فينيل غير قابل للذوبان في المونومر (كلوريد الفينيل) وفي الماء والكحول والبنزين والعديد من المذيبات الأخرى. عند تسخينه، يذوب فيه رباعي هيدرو الفورانالهيدروكربونات المكلورة، الأسيتونإلخ.
يتمتع كلوريد البولي فينيل بخصائص عزل كهربائي وحراري جيدة، فضلاً عن مقاومته العالية للأحماض والقلويات القوية والضعيفة وزيوت التشحيم وما إلى ذلك.
تحت تأثير التأثيرات الحيوية والميكانيكية، تحدث تفاعلات إزالة الكلور والأكسدة والتدمير والهيكلة والتنكيه والجرافيت في كلوريد البوليفينيل. التفاعل الرئيسي المسؤول عن فقدان خصائص أداء البوليمر هو الإطلاق حمض الهيدروكلوريك.
لمنع التحلل، تتم إضافة المثبتات إلى كلوريد البوليفينيل. تستخدم مشتقات الفينول ومشتقات اليوريا كمضادات للأكسدة.
عندما يتم تلدينه حرارياً عند 160 درجة مئوية، يتحول كلوريد البولي فينيل إلى كتلة صلبة وصلبة ومتينة في درجة حرارة الغرفة.
يمتزج كلوريد البولي فينيل جيدًا مع الملدنات.
يستخدم كلوريد البولي فينيل على نطاق واسع في التكنولوجيا كمواد مضادة للتآكل. ونظرًا لخصائصه العازلة الكهربائية الجيدة، فإنه يتم استخدامه لعزل الكابلات ولأغراض أخرى.
كلوريد البولي فينيل (PVC) هو بوليمر لدن بالحرارة عالمي يتم الحصول عليه عن طريق بلمرة كلوريد الفينيل. المواد الخام لإنتاج كلوريد الفينيل هي ملح الطعام والمنتجات البترولية.
PVC هو منتج للإنتاج الكيميائي على نطاق واسع. ويبلغ الاستهلاك العالمي من PVC حوالي 25 مليون طن سنويا. يحتوي PVC على مجموعة واسعة جدًا من الاستخدامات - الجوانب، وعناصر الأسقف، وملامح النوافذ البلاستيكية، وأنابيب المياه، وأقراص الحاكي، ومنتجات الكابلات، والأفلام الزخرفية والتقنية والبلاستيكية، والهندسة الميكانيكية والأجزاء الكهربائية، والألياف النسيجية والتقنية، وأغطية الأرضيات، والرياضة و المنتجات الترفيهية ولعب الأطفال والمنتجات الطبية والتغليف وأكثر من ذلك بكثير.
الصيغة الكيميائية للبولي فينيل كلورايد: (-CH 2 -CHCl-) n. يظهر التركيب المكاني لجزيء PVC في الرسم التخطيطي.
الاختصارات الدولية:
- RPVC، PVC-R، PVC-U، uPVC - غير ملدن، أي. PVC جامدة تستخدم للأغراض الهيكلية،
- FPVC، PVC-F، PVC-P - ملدن، على سبيل المثال، مع الفثالات، المستخدمة في صناعة الكابلات، في صناعة الخراطيم، المشمع، الألعاب، إلخ. ولها مرونة أكثر أو أقل. الأشكال الملدنة من PVC أسهل في الصب والبثق.
يُباع PVC في السوق تحت عدد كبير من الأسماء التجارية.
يتم عرض الخصائص التقريبية للـ PVC في الجدول.
| أسماء المؤشرات | قيم المؤشر |
|---|---|
| الكثافة الظاهرية للتعليق | 0.450 -700 كجم/متر مكعب م |
| الكثافة عند 20 درجة مئوية | 1.35 - 1.43 جم/سم3 |
| نقطة صب | 180 - 220 درجة وما فوق |
| درجة حرارة التحول الزجاجي | 78 - 105 درجة مئوية |
| الموصلية الحرارية | 0.15 - 0.175 واط/(ميكرو أمبير) |
| حرارة محددة | 1- 2.14 كيلوجول/(كجم×ك) |
| معامل درجة الحرارة للتمدد الخطي | 6x10-7 - 8x10-7 درجة مئوية-1 |
| معامل درجة حرارة التمدد الحجمي (25 - 50 درجة مئوية) | 3x10-8 - 4x10-8 |
| المقاومة للحرارة حسب مارتنز | 50 - 80 درجة مئوية |
| امتصاص الماء: | خلال 24 ساعة - 0.4-0.6% (جم/م2) في 1000 ساعة - 4 جم/م2 |
| القوة: الشد | 40-60 مليون/م2 |
| عند ضغطها | 78-160 مليون/م2 |
| عند الانحناء | 80-120 مليون/م2 |
| معامل المرونة | 3-4 جيجا نيوتن/م2 |
| قوة التأثير حسب Izod | 2-10 كيلوجول/م2 |
| صلابة برينل | 130-160 مليون/م2 |
| قوة العائد | 10-30 مليون/م2 |
| استطالة | 5-100% |
| المصدر http://www.big-av.ru | |
يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل لمنتجات PVC من -50 إلى +80 درجة مئوية. منتجات PVC تقاوم التأثيرات الخارجية جيدًا. مثل الخشب، يعتبر البولي فينيل كلورايد محبًا للماء، لذلك فهو يمتزج جيدًا مع حشو الخشب والأصباغ.
تسمح طبيعة الروابط بين الروابط الأولية بوجود عدة خيارات لبناء سلسلة جزيئية، والتي تؤدي عمليًا، أثناء الإنتاج الصناعي لكلوريد البولي فينيل، إلى انتظام منخفض (ارتباطي) لجزيئاتها الكبيرة: في جزيء كبير واحد هناك عدة خيارات للروابط يتم تحقيق الروابط الأولية مرة واحدة، ولا يتم إنشاء تسلسلات منتظمة من الروابط الأولية وتكون العينات الصناعية ذات درجة منخفضة من التبلور.
يتميز كلوريد البوليفينيل بتوزيع الوزن الجزيئي الواسع جدًا (تعدد التشتت). يمكن أن تختلف درجة البلمرة لأجزاء مختلفة من نفس ماركة البوليمر عدة عشرات المرات (من 100 إلى 2500).
كلوريد البولي فينيل مقاوم للرطوبة والأحماض والقلويات والمحاليل الملحية والغازات الصناعية (مثل NO2 وCl2) والبنزين والكيروسين والدهون والكحولات. غير قابل للذوبان في المونومر الخاص به. محدود الذوبان في البنزين والأسيتون. قابل للذوبان في ثنائي كلورو إيثان وسيكلوهكسانون والكلور والنيتروبنزين. غير ضارة من الناحية الفسيولوجية.
كلوريد البولي فينيل النقي هو مادة تشبه القرن ويصعب إعادة تدويرها. ولذلك، فإنه عادة ما يتم خلطه مع الملدنات. تختلف خصائص المنتج النهائي من البلاستيك الصلب إلى البلاستيك المرن جدًا اعتمادًا على نسبة الملدنات المضافة، والتي يمكن أن تصل إلى 30% بالوزن.
يمكن تعديل خصائص PVC عن طريق خلطها مع البوليمرات أو البوليمرات المشتركة الأخرى. وبالتالي، تزداد قوة التأثير عندما يتم خلط PVC مع البولي إيثيلين المكلور، أو مطاط البوتيل المكلور أو السلفوكلور، أو ميثيل فينيل بيريدين أو مطاط بوتادين نتريل، وكذلك مع البوليمرات المشتركة (ستايرين أكريلونيتريل أو بوتادين ستايرين أكريلونيتريل).
اعتمادًا على طريقة البلمرة، يتوفر PVC في ثلاثة أشكال مختلفة:
- ممتلئ الجسم,
- على شكل تعليق،
- على شكل مستحلب.
بناءً على كلوريد البوليفينيل يتم الحصول على ما يلي:
- الأشكال الصلبة - بلاستيك الفينيل،
- الأشكال الناعمة - المركبات البلاستيكية،
- البلاستيسول (المعاجين) ،
- ألياف البولي فينيل كلوريد.
يستخدم بلاستيك الفينيل كمواد هيكلية صلبة تستخدم في البناء على شكل قوالب وملامح وأنابيب. يستخدم المركب البلاستيكي في صناعة الأفلام والخراطيم والقماش الزيتي والمشمع.
يتكون رمز مستحلب كلوريد الفينيل المحلي، الذي يتم إنتاجه وفقًا لـ GOST 14039-78 ويمثل منتج بلمرة مستحلب كلوريد الفينيل، من اسم المنتج - PVC والتسميات التالية:
- طريقة البلمرة - E (مستحلب)؛
- طريقة المعالجة من خلال المعاجين (للعلامات التجارية التي تشكل المعجون) - P؛
- الحد الأدنى لنطاق ثابت Fikentscher K، الذي يميز وزنه الجزيئي - أول رقمين؛
- مؤشر الكثافة الظاهرية - الرقم الثالث: 0 - غير موحد، 5 - من 0.45 إلى 0.60 جم/سم3؛
- مؤشر البقايا على منخل بشبكة رقم 0063 - الرقم الرابع: 0 - غير موحد؛ 2 - ما يصل إلى 10٪؛
- قابلية تطبيق مستحلب كلوريد البولي فينيل: M - للمعالجة في المنتجات البلاستيكية؛ F - للمعالجة إلى منتجات صلبة؛ ج – للمعالجة من خلال المعاجين متوسطة اللزوجة.
بعد تحديد العلامة التجارية لمستحلب كلوريد البوليفينيل، قم بالإشارة إلى الدرجة وGOST.
مثال على رمز مستحلب كلوريد البولي فينيل، المصنع بطريقة بلمرة المستحلب، بقيمة K من 70 إلى 73، بكثافة ظاهرية من 0.45 إلى 0.60 جم/سم3، مع بقايا غير قياسية على منخل بشبكة رقم 3. 0063، للمعالجة إلى منتجات ملدنة، درجة ممتازة:
PVC-E-7050-M، أعلى درجة GOST 14039-78.
مثال على رمز مستحلب كلوريد البوليفينيل، المصنوع بطريقة بلمرة المستحلب، للمعالجة من خلال المعاجين، بقيمة K من 66 إلى 69، بكثافة ظاهرية غير قياسية، مع وجود بقايا على منخل بشبكة رقم 0063 - 5% للتجهيز بالمعاجين متوسطة اللزوجة درجة أولى :
PVC-EP-6602-S، الصف 1 GOST 14039-78.
يتكون رمز كلوريد البوليفينيل المعلق المحلي، والذي يتم إنتاجه وفقًا لـ GOST 14332-78 ويمثل منتج بلمرة التعليق لكلوريد الفينيل، من اسم المنتج - PVC والتسميات التالية:
- طريقة البلمرة – C (تعليق)؛
- الحد الأدنى لنطاق ثابت Fikentscher K، الذي يميز وزنه الجزيئي K - أول رقمين؛
- مؤشر الكثافة الظاهرية بوحدة جم/سم3 – الرقم الثالث: 0 – لا توجد بيانات؛ 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 - أكثر من 0.65؛
- مؤشر البقايا بعد الغربلة على منخل بشبكة رقم 0063% – الرقم الرابع: 0 – لا توجد بيانات؛ 1 - أقل من أو يساوي 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) ؛
- قابلية تطبيق كلوريد البولي فينيل المعلق: F - المعالجة بدون مواد ملدنة (للمنتجات الصلبة)؛ م – المعالجة بالمواد الملدنة (للمنتجات الملدنة)؛ Y - المعالجة باستخدام أو بدون الملدنات (للمنتجات الصلبة أو شبه الصلبة أو الملدنة).
بعد تحديد العلامة التجارية لمعلق كلوريد البوليفينيل، قم بالإشارة إلى درجة GOST.
مثال على رمز معلق كلوريد البوليفينيل، المنتج بواسطة بلمرة المعلق، بقيمة K من 70 إلى 73، بكثافة ظاهرية من 0.45 إلى 0.55 جم/سم3، مع وجود بقايا بعد الغربلة على منخل بشبكة رقم 0063 - 90% لإنتاج المنتجات البلاستيكية:
PVC-S-7059-M غوست 14332-78.
رمز مركب بلاستيك البولي فينيل كلورايد المحلي الذي تم الحصول عليه عن طريق معالجة تركيبة كلوريد البولي فينيل وفقًا لـ GOST 5960-72، المخصص للعزل والغلاف الواقي للأسلاك والكابلات، والذي يعمل اعتمادًا على درجة المركب البلاستيكي وتصميم السلك والكابل في نطاق درجة الحرارة من -60 إلى +70 درجة مئوية، وللمركب البلاستيكي IT-105 - حتى +105 درجة مئوية، له الشكل التالي.
- يشير الحرفان الأولان في رمز مركب بلاستيك البولي فينيل كلورايد من النوعين I وIO إلى نوع المركب البلاستيكي: I - عازل، IO - عازل وللأصداف.
- يشير الرقمان الأولان إلى مقاومة الصقيع للمركب البلاستيكي.
- يشير الرقمان التاليان إلى ترتيب حجم المقاومة الكهربائية الحجمية المحددة عند 20 درجة مئوية.
- بالنسبة لمركب البلاستيك من النوع O (للأصداف) - الحرف الأول يشير إلى نوع المركب البلاستيكي، والرقمان التاليان يشيران إلى مقاومة المركب البلاستيكي للصقيع.
- تتكون تسمية مركب البلاستيك ماركة IT-105 (عازل مقاوم للحرارة) من حروف تشير إلى نوع المركب البلاستيكي وأرقام لاحقة تشير إلى الحد الأعلى لدرجات حرارة التشغيل للمركب البلاستيكي.
- رمز المركب البلاستيكي المخصص للأغلفة المقاومة للزيت والبنزين هو OMB-60.
- رمز المركب البلاستيكي المخصص للأغلفة ذات انتقال الملدنات المنخفض إلى البولي إيثيلين هو ONM-50.
- رمز المركب البلاستيكي المخصص للأغلفة ذات الرائحة المنخفضة هو ONZ-40.
- بالإضافة إلى ذلك، يشير رمز المركب البلاستيكي إلى لونه وتركيبته ودرجته.
مثال لرمز لمركب بلاستيكي للأغلفة السوداء المقاومة للزيت والبنزين، الصيغة M 317:
مركب بلاستيكي OMB-60، أسود، تركيبة M 317 GOST 5960-72؛
مثال على رمز لمركب بلاستيكي عازل مقاوم للحرارة IT-105 بحد أقصى لدرجة حرارة التشغيل يبلغ 105 درجة مئوية، غير مطلي، تركيبة T-50، درجة ممتازة:
مركب بلاستيكي IT-105، غير مصبوغ، تركيبة T-50، درجة ممتازة GOST 5960-72.
يتم توفير مركبات PVC الجاهزة لمختلف التطبيقات في شكل حبيبات.
في إنتاج WPC، عادة ما يتم استخدام أشكال PVC الصلبة وغير البلاستيكية.
في الخارج، هناك العديد من المنتقدين لكلوريدات البولي فينيل لأسباب تتعلق بالبيئة والسلامة (استخدام الكلور في الإنتاج، وإمكانية إطلاق الكلور أثناء المعالجة والتشغيل والتخلص).
يضيف. الأدب: كلوريد البولي فينيل، أوليانوف ف.م. وآخرون، أد. الكيمياء، 1992،
يتم إنتاج PVC عن طريق بلمرة البلوك (PVC-M) والمعلق (PVC-S) والمستحلب (PVC-E). صيغته الكيميائية:
[-CH 2 -CHN1-] ن.
هذا عبارة عن لدن حراري غير متبلور مع MW = 40-150 ألف PVC متعدد التشتت بدرجة كبيرة. تتراوح نقطة انصهار PVC بين 165-170 درجة مئوية، ومع ذلك، عند تسخينه فوق 135 درجة مئوية، تبدأ عمليات التدمير فيه، مصحوبة بإزالة الكلور الذري مع تكوين كلوريد الهيدروجين لاحقًا، مما يتسبب في تدمير شديد للسلاسل الكبيرة.
ويصاحب تحلل البوليمر تغير في لونه من العاج إلى البني الكرزي. لمنع هذه الظاهرة، يتم إدخال مجمع من المثبتات في PVC، وأشهرها مركبات الرصاص (أكاسيد، الفوسفيدات، الكربونات)، وأملاح الأحماض الدهنية، والميلامين، ومشتقات اليوريا.
وفي الوقت نفسه، فإن محتوى الكلور العالي يجعل مادة PVC ذاتية الإطفاء.
PVC متوفر على شكل مساحيق وحبيبات وبلاستيسول.
اعتمادًا على درجة التلدين، يتم إنتاج PVC على شكل مركب من البلاستيك والفينيل.
فينيبلاست- مادة PVC صلبة وغير ملدنة عمليًا تحتوي على مثبتات ومواد تشحيم مضافة. مع الاختيار الصحيح لمجمعات التثبيت، ترتفع درجة حرارة التدمير إلى 180-220 درجة مئوية، مما يسمح بمعالجتها من الذوبان. يتمتع Viniplast بخصائص فيزيائية عالية (الجدول 7)، مما يجعله مادة هيكلية تستخدم على نطاق واسع في الهندسة الميكانيكية والبناء (الأنابيب، والقوالب، والتجهيزات، والنوافذ ذات الزجاج المزدوج، وما إلى ذلك).
الجدول 7
الخصائص الفيزيائية مركب الفينيل والبلاستيك
|
ملكيات |
فينيبلاست |
مركب بلاستيكي |
|
الكثافة كجم/م2:! |
1380-1400 |
1100-1300 |
|
كسر التوتر. MPa. متى: تمديد الانحناء |
35-65 100-120 |
10-13 |
|
استطالة عند الاستراحة،٪ |
10-50 |
100-250 |
|
قوة التأثير، كيلوجول/م2 |
10-50 |
|
|
صلابة برينل، MPa |
130-160 |
|
|
المقاومة للحرارة حسب مارتنز. درجة مئوية |
65-70 |
|
|
مقاومة الصقيع، درجة مئوية |
ما يصل إلى -10 |
ما يصل إلى -50 |
|
ثابت العزل الكهربائي عند 10 6 هرتز |
3,1-3,4 |
|
|
فقدان عازل المماس عند 10 6 هرتز |
0.015-0.020 |
0,05-0,10 |
|
المقاومة الكهربائية الحجمية المحددة، أوم M |
1014-1015 |
1010-1013 |
يتمتع Viniplast بمقاومة جيدة للضوء، وهو ملحوم وملصق. إن عدم سمية PVC حتى 80 درجة مئوية يسمح باستخدامه في صناعة الأغذية والأدوية.
المركب البلاستيكي عبارة عن PVC يحتوي على ما يصل إلى 50٪ من الملدنات (الفثالات، السيباكات، فوسفات ثلاثي الكريسيل وغيرها)، مما يسهل إلى حد كبير تحويله إلى منتجات ويوسع نطاق الاستخدام العملي (الأغشية، والخراطيم، والجلود الاصطناعية، والمشمع، والأقمشة الزيتية، وما إلى ذلك). ). البلاستيك مقاوم للصقيع (الجدول 7).
في العلامة التجارية PVC، تشير الأرقام إلى قيمة ثابت Fikentscher، الذي يميز مجموعة MM والكثافة الظاهرية، وإذا لزم الأمر، البقايا على المنخل رقم 0063. تشير الحروف بعد الرقم إلى منطقة التطبيق الموصى بها (M) - للمنتجات اللينة، F - للمنتجات الصلبة، C - المعاجين متوسطة اللزوجة). على سبيل المثال، PVC-6358 Zh يعني: C - تعليق، قيمة ثابت Fikentscher هي 3، مجموعة الكثافة الظاهرية 5، أي0.45-0.60 جم/سم3، بقايا الغربال 8%، يوصى بها لإنتاج المنتجات الصلبة.