Поливинилхлорид

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Поливинилхлорид
Изображение химической структуры
Изображение молекулярной модели
Международный знак вторичной переработки для поливинилхлоридаМеждународный знак вторичной переработки для поливинилхлорида
Общие
Хим. формула (C2H3Cl)n
Рац. формула [–CH2–CHCl–]n
Физические свойства
Плотность 1,39 ± 0,04 г/см³[1]
Термические свойства
Температура
 • плавления 100—260 °C
Уд. теплоёмк. 900 Дж/(кг·К)
Классификация
Рег. номер CAS 9002-86-2
Рег. номер EINECS 618-338-8
ChEBI 53243
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Поливинилхлорид (ПВХ, полихлорвинил, винил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.) — бесцветная, прозрачная пластмасса, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. В чистом виде не поддерживает горение на воздухе, но огнестойкость пластмасс на его основе зависит от использованных добавок[2]. Обладает малой морозостойкостью (−15 °C). Нагревостойкость: +66 °C.

Химическая формула: [−CH2−CHCl−]n. Международное обозначение — PVC (от англ. polyvinyl chloride).

Впервые получен французским химиком Анри Виктором Реньо в 1835 году, затем, в 1872 году, исследован[уточнить] немецким химиком Ойгеном Бауманом. Широкое применение получил после 1926 года, когда американский химик Уалдо Лонсбери Семон изобрёл способ улучшения эластичности полимера[3].

Физические и химические свойства[править | править код]

Молекулярная масса — 9—170 кДа. Плотность — 1,35—1,43 г/см3. Температура стеклования — 75—80 °C (для теплостойких марок — до 105 °C). Температура плавления — 150—220 °C. Теплопроводность — 0,159 Вт/(м·К). Трудногорюч. При температурах выше 110—120 °C склонен к разложению с выделением хлористого водорода HCl[4].

Растворяется в циклогексаноне, тетрагидрофуране (ТГФ), диметилформамиде (ДМФА), дихлорэтане, ограниченно — в бензоле, ацетоне (набухает). Не растворяется в воде, спиртах, углеводородах (в том числе бензине и керосине). Устойчив к действию кислот, щелочей, растворов солей, жиров, спиртов, обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Предел прочности при растяжении — 40—50 МПа, при изгибе — 80—120 МПа. Удельное электрическое сопротивление — 1012—1013 Ом·м. Диэлектрическая проницаемость (при 50 Гц) — 3,5.

Тангенс угла диэлектрических потерь порядка 0,01—0,05.

Получение[править | править код]

Получается суспензионной или эмульсионной полимеризацией винилхлорида, а также полимеризацией в массе.

Применение[править | править код]

Применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства листов, труб (преимущественно хлорированный поливинилхлорид), оконных рам, плёнок, плёнок для натяжных потолков, искусственных кож, поливинилхлоридного волокна, пенополивинилхлорида, линолеума, грязезащитных ковриков, обувных пластикатов, мебельной кромки и т. д. Также применяется для производства «виниловых» грампластинок. Используется в качестве материала для прозрачных защитных штор, так называемых «мягких окон»[5].

Поливинилхлорид также часто используется в одежде и аксессуарах для создания подобного коже материала, отличающегося гладкостью и блеском. Такая одежда широко распространена в альтернативных направлениях моды, среди участников готической субкультуры и сторонников сексуального фетиша.

Поливинилхлорид используют как уплотнитель в бытовых и профессиональных холодильниках. Это дало возможность применить магнитные затворы в виде намагниченных эластичных вставок, помещаемых в баллоне уплотнителя, вместо относительно сложных механических затворов.

Моющиеся обои покрываются плёнкой из ПВХ с лицевой стороны, для того, чтобы сделать их непромокаемыми.

Также находит широкое применение в пиротехнике как источник хлора, необходимого для создания цветных огней.

Широко применяется в рекламе: для оформления витрин магазинов и торговых точек, создания рекламных баннеров и плакатов. Служит сырьём для производства различного рода продукции от грампластинок и плакатов до наклеек. Слоем ПВХ покрыта металлическая сетка восьмиугольника, где проводят соревнования по MMA. Из ПВХ также делают презервативы для людей с аллергией на латекс.

Поливинилхлорид используется в производстве трикотажных рабочих перчаток для нанесения различных рисунков на трикотажную основу. ПВХ-рисунок на перчатке позволяет обеспечить хороший захват при выполнении различных работ, предотвращает процесс скольжения, увеличивает износостойкость продукции.

Поливинилхлорид используется для производства хлорированного поливинилхлорида, обладающего самыми высокими характеристиками огнестойкости и самой высокой температурой воспламенения (482 °С) среди термопластов.

Также поливинилхлорид находит широкое применение в производстве покрытия колёс и роликов, например для скейтбордов. В сравнении с полиуретаном в этом качестве отличается гораздо большей износостойкостью, но меньшей упругостью и, как следствие, — меньшим комфортом езды.

Производство[править | править код]

Более половины мирового производства ПВХ (57 % по состоянию на 2009 год) сосредоточено в Азии, причём 20 % в Китае[6]. Химическая промышленность Китая является крупнейшим потребителем винилхлорида в мире: около 30 % всего мирового производства; на втором месте США и Канада, приблизительно с 20 % (по состоянию на 2008 год).

В 2009 году совокупные глобальные мощности по выпуску поливинилхлорида составляли около 48 млн тонн, а его мировое производство и потребление — 29,92 млн тонн, что соответствует уровню загрузки 62 %[6]. В 2021 году мировые мощности по производству поливинилхлорида (ПВХ) составляли 60,27 млн ​​тонн в год[7].

Крупнейшими мировыми производителями ПВХ в 2001 году были компании Shin-Etsu Chemical (Япония) — 2,75 млн тонн, Formosa Plastics Group (Тайвань) — 2,63 млн тонн и OxyVinyls (США) — 2,01 млн тонн[8].

В 2011 году производственные мощности крупнейших мировых производителей ПВХ составляли[9]:

Крупнейшими компаниями в индустрии ПВХ по состоянию на 2021 год являются Shin-Etsu Chemical Co Ltd (Япония), Westlake Corporation (США), Formosa Plastics Group (Тайвань), Sinochem Holdings Corp Ltd (Китай), Hubei Yihua Group[en] (Китай), Ineos (Великобритания), Occidental Petroleum Corp (США), Orbia Advance Corp SAB de CV (Мексика), LG Chem (Южная Корея) и Shaanxi Coal and Chemical Industry Group[en] (Китай)[7].

Объём производства ПВХ в России в 2021 году составил чуть более 1 млн тонн, что на 3 % больше, чем в 2020 году [10].

Недостатки[править | править код]

Длительное воздействие ультрафиолета, например при попадании прямых солнечных лучей, на изделия из ПВХ может привести к фотодеструкции, вследствие чего изделие теряет эластичность и прочность. Для предотвращения этого явления в состав ПВХ вводят светопоглощающие красители, что позволяет ограничиться деградацией слоя толщиной около 0,05 мм, который изменяет свой цвет (процесс «отбеливания», «выгорания»). Также, одежда из ПВХ не подлежит стирке и сухой чистке. После стирки ткань «задубеет», а после химчистки появится дефект «раздублирования»[чего?].

  • Чистый порошкообразный поливинилхлорид
    Чистый порошкообразный поливинилхлорид
  • Грампластинка из ПВХ
    Грампластинка из ПВХ
  • Трубы из ПВХ
    Трубы из ПВХ
  • Перчатки из ПВХ
    Перчатки из ПВХ
  • Мужская куртка из ПВХ
    Мужская куртка из ПВХ
  • Профиль металло­пластиковых окон
    Профиль металло­пластиковых окон

Безопасность[править | править код]

Основной проблемой, связанной с использованием ПВХ, является сложность его утилизации. При полном сгорании ПВХ образуются лишь простейшие соединения: вода, углекислый газ, хлороводород. Однако при обычном неполном сгорании ПВХ могут образовываться угарный газ и токсичные хлорорганические соединения[11][12][13].

Ряд токсичных веществ образуется в процессе производства ПВХ[13][14].

Крупнейшие производители[править | править код]

Крупнейшие производители поливинилхлорида по состоянию на 2021 год[15]:

  • Shin-Etsu Chemical (Япония) — 3,85 млн тонн в год;
  • Formosa Plastics Group (Тайвань) — 3,3 млн тонн в год;
  • Ineos (Великобритания) — 2,5 млн тонн в год;
  • ChemChina (КНР) — 1,95 млн тонн в год;
  • Orbia (Мексика) — 1,8 млн тонн в год;
  • Westlake Corporation (США) — 1,8 млн тонн в год;
  • Occidental Petroleum (США) — 1,7 млн тонн в год;
  • CNSG Anhui Hong Sifang Company (КНР) — 1,6 млн тонн в год;
  • LG Chem (Республика Корея) — 1,5 млн тонн в год;
  • Axiall[en] (США) — 1,2 млн тонн в год;

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Энциклопедия полимеров / под ред. В. А. Каргин — М.: Большая российская энциклопедия, 1972. — Т. 1.
  2. ↑ Фомин Д. Л., Мазина Л. А., Дебердеев Т. Р., Ахметчин Э. С., Улитин Н. В. Пожаробезопасные свойства ПВХ-композиций при использовании некоторых бромсодержащих антипиренов. Cyberleninka (2012). Дата обращения: 27 декабря 2018.
  3. ↑ Hosch William L., Gregersen Erik, et al. Polyvinyl chloride (англ.). Encyclopædia Britannica (16 сентября 2020). Дата обращения: 19 сентября 2020.
  4. ↑ Шульпин Г. Эти разные полимеры // Наука и жизнь. — 1982. — № 3. — С. 80—83. Архивировано 7 ноября 2016 года.
  5. ↑ Владимир Григорьев. Мягкие окна для веранды: что это такое и зачем они вам нужны // Идеи вашего дома : журнал. — 2018. — Ноябрь (№ 11 (235)).
  6. ↑ 1 2 Анализ рентабельности и стоимости производства ПВХ в Европе и Юго-Восточной Азии (англ.) (pdf). Консалтинг, Нефтегазовая практика, 2010 год. Делойт и Туш Риджинал Консалтинг Сервисис Лимитед (2011). Дата обращения: 3 февраля 2013. Архивировано 9 марта 2013 года.
  7. ↑ 1 2 Polyvinyl Chloride Industry Installed Capacity and Capital Expenditure (CapEx) Forecast by Region and Countries including details of All Active Plants, Planned and Announced Projects, 2022-2026 (англ.). Petrochemicals. GlobalData (10 мая 2022). Дата обращения: 28 июня 2022.
  8. ↑ Pritchard G. PVC — World Markets and Prospects / Rapra Market Report. — Rapra Technology Limited, 2002. — P. 5. — ISBN 1-85957-311-8.
  9. ↑ Attenberger P. Polyvinyl Chloride (PVC) (англ.) // Kunststoffe International. — 2011. — No. 10. — P. 7—10.
  10. ↑ Производство ПВХ в России в 2021 году выросло на 3%. RUPEC, Информационно-аналитический центр (18 января 2022). Дата обращения: 28 июня 2022.
  11. ↑ PVC incineration/dioxins — PVC. Дата обращения: 4 сентября 2016. Архивировано из оригинала 16 сентября 2016 года.
  12. ↑ Toxicity of the Pyrolysis and Combustion Products of Poly (Vinyl Chlorides): A Literature Assessment Архивная копия от 22 декабря 2016 на Wayback Machine, FIRE AND MATERIALS VOL. II, 131—142 (1987)
  13. ↑ 1 2 What’s wrong with PVC? The science behind a phase-out of polyvinyl chloride plastics Архивная копия от 6 ноября 2015 на Wayback Machine / Greenpeace, 1997
  14. ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 4 сентября 2016. Архивировано 11 сентября 2016 года.
  15. ↑ Top 10 PVC Manufacturers and Suppliers in the World (англ.). PlasticRanger. Дата обращения: 4 августа 2022. Архивировано 5 августа 2022 года.

Литература[править | править код]

  • Химический энциклопедический словарь. Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — 792 с.

Ссылки[править | править код]

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Поливинилхлорид&oldid=136981043