Compositions et préparation de composition de PVC. Composition pvc améliorée. Données initiales pour la mise en œuvre des coûts d'organisation de la production de compositions de PVC non plastifié

Les composés de PVC sont largement utilisés dans l'industrie de la chaussure. Ils sont utilisés pour fabriquer des chaussures pour la gamme printemps/été, telles que des semelles de chaussures décontractées, des chaussures de marche et des sabots, des chaussures de plage, des chaussures de sport bon marché, des pantoufles d'intérieur, des semelles et des dessus de bottes en caoutchouc à des fins diverses. Il existe d'autres utilisations du PVC dans l'industrie de la chaussure.

Diverses entreprises sont engagées dans la production de chaussures en PVC - telles que grandes entrepriseséquipé avec équipement moderne, et des commerçants privés qui organisaient la coulée des semelles et la couture des pantoufles dans les "garages". Parfois, le moulage à partir d'une "charge" en poudre (un mélange de PVC, de DOP et d'autres additifs) est utilisé, ce qui conduit à des produits de mauvaise qualité.

Conformément aux besoins d'un marché aussi « hétéroclite », des composés plastiques de diverses utilisations et qualités sont produits. Actuellement, le marché des composés plastiques PVC est assez saturé. En plus des entreprises équipées d'équipements de compoundage spécialisés, de petites entreprises artisanales sont apparues équipées d'équipements inadaptés. En dehors de Entreprises russes Récemment, des fabricants étrangers sont également entrés sur le marché, ce qui a entraîné une nouvelle augmentation de la concurrence.

Habituellement, une forte concurrence entraîne une augmentation de la qualité des produits et une diminution du niveau des prix. Malheureusement, sur Marché russe La concurrence des composés de PVC et la baisse des prix qui en découle s'accompagnent souvent d'une baisse de la qualité des produits. Les fabricants de plastiques et de chaussures vont réduire la qualité, notamment dans les secteurs les moins responsables des chaussures bon marché "à court cycle de la vie» - pantoufles, chaussures d'été, etc. Au final, le consommateur qui achète des chaussures de mauvaise qualité est perdant. Cependant, étant donné le pouvoir d'achat limité de la majorité des consommateurs de chaussures en PVC, la production de composés plastiques de mauvaise qualité se poursuivra (malheureusement).

Problèmes de production et d'utilisation des composés plastiques

Les principaux composants du composé plastique sont la résine PVC, les plastifiants, les stabilisants, les colorants et autres additifs. Parfois, des charges sont introduites pour réduire le coût.

résine PVC

Les fabricants de composés plastiques ont bien sûr une "évaluation" de la qualité des résines de divers fabricants. Sans le considérer, nous notons que les résines de marque C7058M les plus courantes sur le marché russe des plastiques pour chaussures ont en réalité des valeurs de poids moléculaire légèrement différentes, et la résine produite par Azot OJSC (Novomoskovsk) se caractérise par la masse la plus élevée, donc un composé plastique à base de Novomoskovsk. la résine a une faible fluidité (PTR).

plastifiants

Malgré les protestations des "verts" et d'un certain nombre de médecins, le plastifiant PVC le plus courant en Russie et à l'étranger est le DOP (di-(2-éthylhexyl)-phtalate). Il a une combinaison optimale de propriétés et est relativement bon marché. Le DOP appartient aux plastifiants dits primaires. L'utilisation d'autres plastifiants primaires est limitée par leur prix et il y en a très peu en Russie. En plus des primaires, il existe également des plastifiants secondaires qui ne sont pas utilisés indépendamment, mais peuvent remplacer partiellement les primaires. Le prix des plastifiants secondaires étant naturellement plus bas, de nombreux fabricants essaient de les utiliser. Les exemples classiques de plastifiants secondaires en Russie sont les paraffines chlorées, ainsi que l'EDOS et ses analogues. En réduisant le coût (par rapport au DOP) des produits, ces plastifiants détériorent un certain nombre de propriétés des composés plastiques.

Les chloroparaffines augmentent la densité du plastifiant et réduisent sa stabilité thermique. L'EDOS est un mélange de sous-produits de la production d'isoprène, sa composition est instable et sa volatilité est sensiblement supérieure à celle du DOP. En plus d'EDOS, il existe actuellement sur le marché un certain nombre de ses analogues, dont les caractéristiques sont encore un peu pires. Avec l'introduction de ces plastifiants dans la composition (surtout en grande quantité), des problèmes de traitement des composés plastiques, de porosité, de stabilité des couleurs et de transpiration à la surface peuvent survenir.

Sur la base de l'analyse de nos propres résultats, des produits d'autres fabricants et des avis des consommateurs, nous pouvons affirmer avec certitude que les compositions obtenues en utilisant uniquement du DOP comme plastifiant ont la meilleure qualité. L'utilisation de plastifiants secondaires doit être minimisée, sinon la qualité du composé plastique et les conditions de travail avec celui-ci se détériorent.

Charges

Les charges sont des substances bon marché dont la tâche principale est de réduire le coût des compositions. L'une des charges les plus courantes est la craie. Il ne peut être introduit qu'avec des extrudeuses à double vis qui assurent un bon mélange. Avec l'introduction d'une petite quantité de craie, les propriétés physiques et mécaniques ne changent pratiquement pas, mais la densité augmente.

Additifs

Les stabilisants sont des composants essentiels des mélanges de PVC. La fabricabilité (aptitude au traitement) de la composition et la durée de vie du produit final dépendent largement de sa nature et de sa quantité. Une caractéristique indirecte de la sélection réussie de ces additifs est une caractéristique du composé plastique telle que la stabilité thermique. Les colorants peuvent jouer de nombreux rôles. En plus du principal - colorer la composition dans la couleur souhaitée - ils peuvent également augmenter la résistance à la lumière (la suie est l'un des meilleurs stabilisants à la lumière) ou la réduire. La sélection des colorants est une affaire délicate, car le PVC n'est pas inerte pour beaucoup d'entre eux. Les colorants les moins chers et les plus durables - les pigments inorganiques - donnent généralement des tons doux. Des couleurs vives et riches peuvent être obtenues en utilisant des pigments et des colorants organiques. Malheureusement, ils sont moins résistants et durables que les pigments inorganiques. En outre, la branche de production nationale produit une gamme extrêmement limitée de pigments organiques compatibles avec le PVC. L'utilisation de pigments importés améliore la qualité, mais augmente le coût des produits.

Exemple de composition de compositions de coque de chaussure et de talon

Dans la pratique mondiale, les compositions plastifiées à base de PVC sont largement utilisées dans la production de chaussures. Des exemples de formulations de plastisol pour les coques de chaussures et les talons sont présentés dans le tableau 1.

En tant que stabilisant, une composition complexe a été utilisée, qui comprend des sels de BA, Cd, Zn. Le plastifiant dans la composition du talon est le phtalate de butyle et de benzyle. Ce qui mouille bien la résine PVC et abaisse le point de fusion du plastisol. Pour augmenter la rigidité du talon, un monomère de type X-970 est introduit dans la composition, qui peut être polymérisé en présence d'un catalyseur (tert-Butylperbenzoate) à température ambiante. Le naphténate de cobalt agit comme un cocatalyseur, accélérant la polymérisation de la composition du talon.

Tableau 1 : Exemples de compositions pour la coque et le talon de la chaussure

Méthode de détermination de la résistance à la traction à la rupture Méthode de détermination de la viscosité avec un viscosimètre rotatif lors de la détermination du taux de cisaillement Méthode de détermination de la viscosité avec un viscosimètre rotatif lors de la détermination du taux de cisaillement Détermination du degré de blancheur des surfaces Résultats et leur discussion Influence du mode technologique d'obtention Compounds plastiques PVC sur leurs indicateurs techniques Simulation des conditions de gélification du plastisol Sécurité et respect de l'environnement...

Si cette oeuvre ne vous convient pas, il y a une liste d'oeuvres similaires en bas de page. Vous pouvez également utiliser le bouton de recherche

Le plus couramment utilisé par les fabricants de produits en PVC, en particulier les petits fabricants de produits moulés, est un petit mélangeur d'une capacité de 200 kg de mélange par heure (environ 400 tonnes par an).

Données initiales pour la mise en œuvre des coûts d'organisation de la production de compositions de PVC non plastifié

Avec une charge à 100% de mélangeur PVC, 95% du coût de la composition PVC finie pour la production des panneaux est occupé par les matières premières (96% dans la production d'une composition pour un profilé structurel). Parmi les principaux coûts restants (tableaux 1.6, 1.7):

• l'amortissement et la réparation des équipements. Le prix d'un petit mélangeur (capacité - 200 kg / tonne), la production chinoise ou taïwanaise - 16 à 18 000 dollars, l'Europe occidentale 2,5 à 3 fois plus chère. La période de garantie est de 1 an.
• les dimensions du mélangeur sont en moyenne de 4 * 2, 2 mètres d'espace supplémentaires pour le passage, environ 40 mètres carrés sont nécessaires. M.
• consommation d'électricité - 43,5 kW / h, pour un coût de 2,2 roubles / kW.
• un salaire. Un travailleur est nécessaire pour entretenir le mélangeur.

Structure des coûts pour la production d'une tonne de compositions PVC non plastifiées pour panneaux avec une production annuelle de 400 tonnes

Structure des coûts pour la production d'une tonne de compositions PVC non plastifiées pour profilés structuraux avec une production annuelle de 400 tonnes

Les prix obtenus sont inférieurs à ceux du premier fabricant de compositions finies Soligran (dont les prix sont inférieurs d'environ 5% à ceux des autres fabricants). Cependant, d'une part, nous prenons le coût, hors coûts logistiques (lors de l'achat d'un composé prêt à l'emploi, ils sont inférieurs à l'achat de plusieurs additifs et du PVC lui-même), et d'autre part, des coûts importants lors de l'auto-mélange peuvent survenir en raison du mariage de le produit résultant, en Troisièmement, "Soligran" fournit ses produits sous forme de granulés, ce qui augmente quelque peu son coût. D'autre part, avec un mélange indépendant, il est possible d'utiliser des additifs moins chers que ceux indiqués dans les calculs ci-dessus, en partie des matières premières secondaires, ainsi que de modifier indépendamment la composition de la composition, en particulier en augmentant la proportion de charges (notre les calculs n'ont pas été faits selon les normes maximales admissibles).

Comparaison du coût de production indépendante des compositions PVC finies et des prix des compositions finies de la société Soligran

Dans les calculs ci-dessus, la différence entre l'auto-préparation du mélange est de 22% pour le profil structurel et de 10% pour les panneaux. Ces différences sont, d'une part, le résultat de calculs inexacts, car en réalité les compositions sont plus compliquées que celles que nous présentons, et d'autre part, la complexité des compositions pour le profil structurel augmente la valeur de la recette elle-même, le travail de spécialistes , et le pourcentage de défauts possibles.

Evaluons l'effet économique :

Dans la production de panneaux muraux, la différence de coût par tonne de matières premières sera de 3 533 roubles. Si nous prenons pour calcul une petite production d'un volume d'environ 100 tonnes par an, l'effet de notre propre mélange sera d'environ 350 000 roubles. Si le volume de production est de 400 tonnes par an, la différence de coût des matières premières sera d'environ 1 400 000 roubles. Avec un coût de mixage de 430 000 roubles. l'organisation de votre propre mixage est payante en 3-4 mois.

Au lieu de cela, le cycle technologique est allongé. La complexité de la production, qui entraîne inévitablement une diminution de l'efficacité de l'entreprise.

Dans quels cas est-il avantageux d'utiliser des compositions prêtes à l'emploi?

1. Premièrement, pendant la "saison de construction" ;
2. Deuxièmement, dans l'exécution de commandes rares individuelles;
3. Troisièmement, aux stades initiaux du développement de la production.

Prévision du développement du marché russe

Comment le marché russe va-t-il évoluer ? La demande de compositions finies va-t-elle augmenter ? Dans quels domaines va-t-il se développer ? Pour commencer, regardons comment le marché européen s'est développé. Existe-t-il des tendances à l'utilisation de compositions prêtes à l'emploi dans les économies plus développées ?

Tendances d'utilisation des compositions de PVC rigide prêtes à l'emploi sur le marché européen

Le marché européen de l'utilisation de GFA a été formé au début des années 90 du siècle dernier et affiche des volumes de production stables. En 1990, 1,2 million de tonnes de GFA étaient produites en Europe, en 2000 - 1,3 million de tonnes. De 2001 à 2005, le taux de croissance n'a pas dépassé 1 % par an.

Cependant, il convient de souligner deux tendances opposées dans l'utilisation des GFA. Une croissance significative a eu lieu dans le segment du profil de la construction. Le marché en croissance annuelle des fenêtres en plastique a permis une croissance d'environ 5% de l'utilisation de GZhK par an. Au début de notre décennie, la part du profil structurel dans l'utilisation de GZhK était supérieure à 22%. Dans le même temps, l'utilisation des FFA dans le segment de l'embouteillage a fortement chuté, ce qui a entraîné une croissance extrêmement lente de l'utilisation des FFA en général. Les changements sur le marché des compositions ont entraîné des changements différents pour les marchés de chaque pays. Par exemple, en France, où le marché des emballages en PVC est traditionnellement important, en raison de la production locale d'eau minérale. Cependant, au cours des années 1990, la France a connu une baisse de la demande totale de compositions de PVC de 300 000 tonnes, soit 23 % du marché de l'Europe de l'Ouest, à 190 000 tonnes, soit 15 % de la demande.

A ce jour, la part de GFA en Europe de l'Ouest est d'environ 27% de usage général compositions PVC non plastifiées. Dans le même temps, l'utilisation de GFA en Asie, répétant la dynamique de la consommation de PVC, se développe à un rythme rapide, de l'ordre de 10 % par an.

Un autre changement important sur le marché des composés de PVC concerne les volumes de composés des fabricants de résine et des sociétés indépendantes. Si en 1990 les producteurs de résine produisaient 60% des compositions, en 2005 c'était moins de la moitié. Ceci est particulièrement visible en Allemagne, où les fabricants de résines se sont presque totalement retirés de l'activité liée aux compositions de PVC. Le nombre de producteurs indépendants de composition est passé de 41 en 2002 à plusieurs centaines en 2005. Les grands producteurs de PVC réduisent progressivement les volumes de production de compositions (INEOS Vinyls, Hydro Polymers, Bordoschem).

Les analystes du marché du PVC, en tant que facteur qui affecte positivement la dynamique de la part d'utilisation des GFA, soulignent la hausse des prix des polymères due à la hausse des prix du pétrole. Cela conduit au fait que les fabricants essaient de réduire la quantité de supports et d'augmenter la quantité d'ingrédients actifs dans le mélange, ce qui complique considérablement le processus de mélange des compositions et, par conséquent, encourage les fabricants de produits en PVC à utiliser du HFA acheté.

Les fabricants de panneaux muraux sont les principaux consommateurs de compositions finies

Le plus souvent, GZhK est utilisé par les fabricants de panneaux. Le travail sur les compositions finies pour ce groupe de fabricants est plus rentable et plus pratique que les fabricants d'autres produits. Ce segment contient un grand nombre de petites entreprises pour lesquels l'offre de GZhK peut être avantageuse. Les fabricants de compositions finies doivent être guidés par cette catégorie de consommateurs.

Le consommateur ne connaît pas le produit

Une étude de l'Academy of Industrial Market Studies a révélé une très faible sensibilisation des fabricants à la possibilité d'utiliser des compositions prêtes à l'emploi. Cela est particulièrement vrai pour les petits producteurs (jusqu'à 500 tonnes par an). La faible notoriété indique des conditions favorables au développement de l'utilisation des GFA dans ce segment. Les producteurs de GZhK sont tenus d'être actifs dans la promotion de leurs produits sur le marché, en contactant indépendamment les fabricants de profilés de construction et de finition afin de leur transmettre tous les avantages de l'utilisation de GZHK. À ce jour, seul Soligran CJSC mène une telle politique.

De cette façon, le marché russe peut être décrit comme en développement et avec un potentiel important. La demande de compositions finies augmentera. Mais cette croissance sera sensiblement inférieure au taux de croissance des volumes de transformation du PVC. Le marché augmentera en raison de la petite production et du démarrage de la production de moulures profilées. À bien des égards, le développement du marché dépend de l'activité des fabricants et des fournisseurs de compositions. Ce marché peut être formé par eux. Tous les prérequis existent pour cela.

Qui est le consommateur de compositions finies à l'heure actuelle, qui est consommateur potentiel qui forme l'offre de GZhK sur le marché russe - dans le rapport recherche en marketing Academy of Industrial Market Conjuncture "Marché des compositions finies de PVC rigide en Russie".

Modificateur de résistance aux chocs et résistance à la chaleur grades d'acrylonitrile butadiène styrène ABS-20F/ABS-20P, ABS-28F/ABS-28P, ABS-15F/ABS-15P

Nouveau de JSC "Plastique"

Nos produits confèrent une résistance élevée aux chocs, améliorent les propriétés mécaniques des profilés en PVC rigide et augmentent leur résistance à la chaleur. Le produit final conserve longtemps ses propriétés antichoc quelles que soient les conditions météorologiques grâce à l'introduction d'un stabilisateur UV lors de la synthèse ABS. De plus, les modificateurs ABS sont d'excellents additifs de traitement. usage général avec une large "fenêtre de traitement", ce qui élimine l'utilisation d'un grand nombre de modificateurs d'aptitude au traitement différents pour différentes applications.

Le nouveau modificateur domestique ouvre des opportunités supplémentaires dans la production de construction et de logements et de biens communaux: profilés de fenêtres, portes, bardages, terrasses, tuyaux en PVC.

Caractéristiques

Alternative russe. D'après un article de Ph.D. George Barsamyan dans le magazine "Plastics": "En plus des modificateurs acryliques et du CPE, il existe un autre produit largement utilisé comme modificateur pour le PVC. Il s'agit d'un copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) et est considéré comme le modificateur d'impact PVC le plus performant aux États-Unis.<…>En Russie, le plus grand fabricant d'ABS est AO Plastic (Uzlovaya).<…>En juillet 2016, les tests ABS ont commencé comme CBM et MF pour le PVC. De manière empirique, il a été constaté que l'ABS possède également les propriétés d'un modificateur de résistance aux chocs et d'aptitude au traitement dans la production de produits en PVC utilisant des composites bois-polymère (WPC).

En conséquence, le CPE a été complètement exclu de la formulation, le dosage a été considérablement réduit et par la suite le modificateur de processabilité a été complètement exclu, le dosage du stabilisant thermique a été légèrement réduit et la teneur en charge (craie) a été augmentée. De plus, tout cela s'est fait sans détérioration des propriétés physiques et mécaniques des produits.

Les domaines d'application s'élargissent chaque année. matériaux polymères(PM) et les exigences relatives aux conditions de leur traitement et de leur fonctionnement se compliquent. La tâche de prolonger la durée de vie d'un produit en PM est très pertinente, car les PM sont soumises à diverses influences pendant le traitement et le fonctionnement, entraînant une détérioration de leurs propriétés et, finalement, leur destruction. Dans la composition des PM, en plus du polymère de haut poids moléculaire, des additifs modificateurs sont nécessairement introduits, sans lesquels le traitement des PM et l'exploitation des produits à partir de ceux-ci sont impossibles. Ces additifs comprennent principalement des stabilisants qui protègent le polymère de l'oxydation sous l'influence de la chaleur, de la lumière, des radiations, de l'ozone de l'air, etc.

PVC vieillissant

Le processus de vieillissement des plastiques est une modification irréversible de leur structure et de leur composition, entraînant une modification de leurs propriétés. Il y a le vieillissement climatique, le vieillissement en milieu aquatique, dans le sol, le sol, les conditions artificielles, le vieillissement à la lumière, etc. Il existe de nombreux indicateurs pour déterminer le vieillissement - propriétés physiques, mécaniques, électriques, etc.

Le problème de la prédiction du comportement des particules dans diverses conditions n'a pas encore été résolu. Un signe caractéristique de la destruction du PVC lorsqu'il est chauffé est un assombrissement progressif de sa couleur associé à la déshydrochloration - un matériau initialement incolore peut devenir jaune, rouge à brun foncé - à des températures supérieures à 100 0C, en particulier lorsqu'il est traité entre 160 et 1900 0C. Le changement de couleur s'accompagne d'une réticulation du polymère. En présence d'oxygène, la décomposition se déroule plus rapidement que dans une atmosphère inerte. La destruction du PVC peut être évaluée par l'intensité de la libération de HCl, mais en pratique, elle est souvent jugée uniquement par le changement de couleur du matériau. Dans les procédés de traitement de compositions PVC non plastifiées par extrusion et moulage par injection, la destruction du matériau sous l'influence de la température entraîne une modification de la couleur du produit, la présence de bulles. Lors de la «combustion» de la masse de polymère pendant le traitement, une réticulation partielle se produit, à la suite de quoi la viscosité de la masse fondue augmente. L'introduction de stabilisants retarde le début de la décomposition du PVC, et dans cette période de temps, appelée période d'induction, il n'y a pas de libération notable de HCl. Il faut que le temps de séjour du matériau à l'état fondu n'excède pas la durée d'induction à la température de mise en oeuvre. Par conséquent, il est nécessaire de contrôler le temps de plastification du PVC. La chaleur et la lumière affectent les propriétés du PVC de différentes manières. Cela peut être dû au rôle actif de l'oxygène dans la photooxydation. Dans le processus de déshydrochloration thermique, après le photovieillissement, le PVC devient cassant, une fraction de gel apparaît.Dans ce cas, un changement de couleur se produit après un certain temps sous la forme de taches sombres séparées. La photoirradiation dans le cas du PVC est créditée d'un effet éclaircissant. Le comportement au vieillissement du PVC plastifié est déterminé par les propriétés du plastifiant. Au cours du vieillissement, le plastifiant s'oxyde avec la formation de produits de faible poids moléculaire qui n'ont pas de capacité de plastification, se volatilisent facilement ou sont lavés du matériau.

Des études ont montré qu'en fonction du type de plastifiant, non seulement la stabilité absolue des films à base de PVC change, mais également l'intervalle de temps qui sépare les moments d'apparition de la rigidité et de la fragilité des films. Le phtalate de dioctyle et le sébacate de dioctyle, ainsi que certains plastifiants de polyester, ont une bonne capacité de stabilisation. Le comportement du PVC plastifié dans les conditions atmosphériques est également affecté par le type de pigment utilisé. Les films de PVC plastifiés avec du phtalate de dioctyle perdent plus rapidement leur résistance mécanique lors des tests de vieillissement lorsqu'un pigment vert est ajouté que les films contenant un pigment brun. Lorsque le plastifiant s'oxyde, une odeur désagréable apparaît en raison de l'activité catalytique de divers pigments.

Le vieillissement thermique des polymères est étudié par la composition des produits de dégradation par la méthode spectrale en conditions isothermes (la perte de poids est déterminée à l'aide de balances à ressort sous vide, puis la différenciation est faite en fonction de la vitesse de dégradation), ou par des méthodes dérivatographiques.

Stabilisateurs PVC

La tâche de stabilisation est de préserver les propriétés d'origine des matériaux polymères au cours des processus de vieillissement. Fondamentalement, les polymères peuvent être stabilisés de deux manières : en introduisant des stabilisants et en modifiant les MP par des méthodes physiques et chimiques.

En pratique, lors du choix des stabilisants, outre l'efficacité, d'autres propriétés sont prises en compte : compatibilité avec le polymère (une compatibilité insuffisante conduit à une séparation de phase - exsudation du stabilisant), volatilité et extractibilité, pouvoir colorant, odeur, toxicité, économie. De plus, les stabilisants affectent les modes technologiques de traitement et les caractéristiques de performance des produits finis.

Principaux processus destructeurs dans les compositions de PVC

Déshydrochloration

La principale exigence imposée par les technologues aux stabilisants du PVC est de lier le chlorure d'hydrogène, qui se sépare lors de la destruction (réaction de déshydrochloration). La polymérisation du chlorure de vinyle favorise la formation de molécules linéaires suffisamment stables, mais à la suite de réactions finales, du carbone tertiaire est également formé, en raison de la dismutation, et des groupes oléfiniques finaux. Ces groupements terminaux sont les plus instables, ils agissent comme centres actifs de la chaîne polymère et, en présence d'une certaine énergie d'activation, contribuent à la formation de la première molécule. d'acide chlorhydrique. Après isolement de cette molécule, le reste de la structure possède un carbone très actif en position allyle, ce qui assure la poursuite de la réaction. La formation de structures polyéniques de plus de six doubles liaisons entraîne un changement de couleur typique des produits insaturés, tels que le carotène C40 H56.

Oxydation

A température égale, le dégagement d'acide chlorhydrique est plus important en milieu oxydant qu'en milieu inerte. Dans ce cas, une certaine saturation du polymère conduit à l'apparition d'une réaction d'oxydation aux positions allyliques, à la suite de quoi l'instabilité du polymère augmente en raison de la formation de groupes carboxyle. Le processus d'oxydation peut être réalisé de diverses manières, par exemple par la formation intermédiaire de peroxydes ou d'hydroperoxydes cycliques, mais dans tous les cas, l'oxydation conduit à la formation de structures polycétoniques. Récemment, l'effet autocatalytique de l'acide chlorhydrique dans un environnement oxydant et inerte a été étudié. Ce phénomène peut s'expliquer par la formation de dichlorures de fer, qui sont eux-mêmes des catalyseurs énergétiques des réactions d'oxydation à des températures élevées (des dichlorures de fer se forment à la suite de la réaction de l'acide chlorhydrique avec le fer dans les parois de l'équipement). Le choix du bon stabilisant dépend de critères économiques et des conditions d'utilisation du produit final (il faut tenir compte de facteurs de toxicité, de présence de sources lumineuses, de caractéristiques organoleptiques, etc.). Les stabilisants sont ajoutés à des doses relativement faibles, car l'effet des stabilisants en tant qu'inhibiteurs de la réaction est très efficace par rapport à l'influence du rapport stoechiométrique des substances qui participent à la réaction.

Les stabilisants doivent être compatibles avec le PVC et ne pas affecter la couleur du produit final, de plus, les stabilisants doivent être absents volatils et odeur.

Parmi les nombreux types différents de stabilisants, les dérivés organiques de l'étain, les sels métalliques organiques et les semi-stabilisants époxy sont discutés ci-dessous.

Tous les types de composés énumérés ci-dessus réagissent au HCl, mais la liaison du HCl, la tâche centrale de la stabilisation, n'épuise pas toutes les exigences pratiques. Un stabilisant PVC idéal doit remplir les fonctions suivantes : lier le HCl libéré, inhiber (ralentir) la réaction d'oxydation, réticuler, protéger les doubles liaisons dans les chaînes PVC, absorber le rayonnement ultraviolet. La mise en œuvre de toutes ces fonctions est réalisée grâce à l'utilisation d'un mélange de stabilisants (stabilisateurs complexes). Il convient de noter que l'utilisation de deux types de stabilisants correctement sélectionnés en combinaison avec des lubrifiants ne donne pas un effet total simple, mais plusieurs fois supérieur à chacun d'eux séparément.

L'une des caractéristiques du traitement du PVC est que les seuls stabilisants vraiment efficaces sont les composés métaux lourds. Toutes ces substances sont plus ou moins toxiques. La possibilité de leur utilisation dans les particules en contact avec les produits alimentaires et dans les systèmes d'approvisionnement en eau potable domestique est décidée au niveau du ministère de la santé et de la législation nationale.

Types de stabilisateurs :

a) stabilisants à base de plomb
Les systèmes à base de plomb ont été les premiers systèmes utilisés dans l'industrie des plastiques. Ces systèmes offrent une stabilité à long terme, sont durables, peu coûteux, mais présentent également des inconvénients : il est impossible d'obtenir des produits transparents lors de leur utilisation, et ces systèmes sont toxiques. Ceux-ci comprennent : le sulfate de plomb 3-basique - un stabilisant thermique à long terme, le stéarate de plomb 2-basique et le phosphite de plomb dibasique. Les deux sont utilisés comme stabilisants à la lumière et à la chaleur. Ils sont toujours utilisés dans des combinaisons qui incluent du stéarate de calcium comme lubrifiant.

b) stabilisants à base de calcium et de zinc
Le calcium et le zinc sont utilisés comme stabilisants dans les matériaux d'emballage. produits alimentaires, c'est-à-dire des produits qui doivent avoir des indicateurs de qualité organoleptique élevés. La stabilisation thermique est assurée par l'action synergique de deux composants : le zinc a un effet à court terme, le calcium a un effet à long terme. Les octoates de zinc (liquides), les stéarates de calcium sont également utilisés, mais ils ne sont pas aussi efficaces. Des semi-stabilisants appropriés (huile de soja) sont nécessaires.

c) stabilisants à base de composés organostanniques
Ces connexions sont universelles. L'inconvénient est le coût élevé. Ils stabilisent bien tous les types de PVC. Les substances organostanniques contenant du soufre sont des stabilisants thermiques extrêmement importants. Ils sont utilisés pour stabiliser les produits en PVC rigide incolore transparent, principalement les films, les plaques, dont le traitement nécessite des températures élevées. Les composés sans soufre sont efficaces comme photostabilisants et sont inodores.

d) stabilisants auxiliaires époxy
Ils sont principalement utilisés comme synergistes dans des mélanges avec des savons métalliques pour augmenter la résistance à la lumière. De plus, ils augmentent les caractéristiques de plasticité.

Antioxydants

Les antioxydants phénoliques, tels que le déphénylolpropane, agissent comme photostabilisants et empêchent également l'oxydation des plastifiants.

L'efficacité de la stabilisation est déterminée par les quatre facteurs suivants : la stabilité intrinsèque du polymère, la formulation, la méthode de traitement et le domaine d'application du produit fini. La stabilité inhérente du polymère est déterminée par la structure moléculaire du polymère (poids moléculaire et distribution du poids moléculaire, présence de structures ramifiées, groupes terminaux, groupes contenant de l'oxygène, composants polymérisables), ainsi que par la présence d'impuretés. Pour la plupart (à l'exception de la structure du copolymère), les caractéristiques des structures moléculaires et des impuretés restent inconnues, cependant, la méthode d'obtention du polymère détermine en grande partie sa stabilité.

Le PVC en émulsion contient des résidus d'émulsifiants (savons et sulfonates), de catalyseur (persulfate d'ammonium, bisulfate de sodium) et de substances tampons (phosphate de sodium). Le PVC en suspension contient des quantités importantes de substances introduites lors de la polymérisation, telles que des colloïdes protecteurs (alcool polyvinylique) et des résidus de catalyseur (peroxyde de lauroyle). La polymérisation en masse donne le polymère le plus pur sans résidus de catalyseur. Les substances auxiliaires détériorent la transparence, la résistance à l'eau, les propriétés isolantes et la stabilité du PVC en émulsion par rapport au PVC en suspension.

La stabilité du PVC dépend également des conditions de polymérisation (pression, température...) et des adjuvants utilisés. Aujourd'hui, la production de PVC avec une stabilité donnée est maîtrisée.

Dans des conditions Fabrication de PVC des stabilisants contenant du baryum, du cadmium, de l'étain y sont ajoutés. Lors de la transformation de ce PVC en produits spécifiques (films, tuyaux), il faut savoir avec certitude comment et dans quelle mesure ils sont déjà stabilisés afin de prendre une décision sur une stabilisation supplémentaire. L'influence de la formulation sur l'effet de stabilisation dépend principalement du plastifiant.

Les phtalates et les plastifiants polyester couramment utilisés n'ont pratiquement aucun effet sur la stabilité du PVC, tandis que les phosphites et les paraffines chlorées altèrent la résistance à la chaleur et à la lumière. La solidité à la lumière est améliorée en présence de phtalate de di-2-éthyl-hexyle. Il a été établi qu'une petite addition de phosphate de 2-éthylhexyldiphényle au phtalate de di-2-éthylhexyle (DOP) plastifiant largement utilisé améliore significativement la résistance aux intempéries du PVC plastifié, en particulier des films minces de telles compositions de PVC. Une résistance optimale à la lumière et à la chaleur peut être obtenue en ajoutant 10% de composés époxy à la formulation.

Autres modificateurs

Charges

D'autres composants de formulation qui nécessitent parfois une stabilisation spéciale sont les charges et les pigments. Par exemple, l'alumine, en raison de ses bonnes propriétés diélectriques, est souvent utilisée pour les matériaux isolants, et l'amiante, en raison de l'isolation thermique, pour les sols (dalles en amiante vinylique). Il existe une variété de charges qui diffèrent par la taille et la forme des particules, la méthode de production et le traitement de surface.

Les charges réduisent le coût de la composition, mais en même temps, la résistance à la traction, l'élasticité et la résistance à l'abrasion diminuent. Les charges contenant des particules supérieures à 3 µm provoquent l'usure de l'équipement de traitement. En Ukraine, dans les pays de la CEI et en Europe occidentale, la craie naturelle est utilisée comme charge dans une quantité allant jusqu'à 2%, en Italie, des charges à base de dioxyde de silicium avec de petites particules dans une quantité de 0,5 à 3% sont utilisées.

Lubrifiants

En plus d'une stabilisation efficace et correcte, le bon lubrifiant est important, qui est conçu pour réduire la friction entre les particules pendant le traitement.

Le principe de fonctionnement du lubrifiant est que des molécules sont introduites entre les chaînes polymères de chlorure de polyvinyle, qui ont une certaine polarité et peuvent réduire les forces d'attraction entre les chaînes elles-mêmes. Au lieu de ces forces d'attraction, de faibles forces d'attraction apparaissent entre les molécules de polymère et les molécules de lubrifiant (la raison de la rigidité du PVC est la polarité des atomes de chlore et d'hydrogène).

Grâce à la lubrification, la possibilité de surchauffe du matériau due au frottement est réduite et une répartition plus uniforme de la chaleur dans la masse de PVC est assurée, et la viscosité du PVC diminue. Les lubrifiants, selon la combinaison avec le PVC, peuvent être externes et internes. Les lubrifiants internes ont une polarité suffisante et sont bien combinés avec le PVC. De plus, ils réduisent la viscosité du PVC à l'état fondu. Exemples de tels lubrifiants : esters d'acides gras, acide stéarique, ozokérite. Dosage utilisé : 1-3 %. Les lubrifiants externes ont une polarité insuffisante et ne se mélangent donc pas bien avec le PVC. Ils sortent et réduisent le frottement entre le polymère fondu et les surfaces métalliques de l'équipement de traitement et de l'outil de formage. Utilisé à des doses : 0,1-0,4 %.

Exemple de lubrifiants externes : cires de polyéthylène.

Problèmes dans la production de composés de PVC

Les composés de PVC sont largement utilisés dans l'industrie de la chaussure. Ils sont utilisés pour fabriquer des chaussures pour la gamme printemps/été, telles que des semelles de chaussures décontractées, des chaussures de marche et des sabots, des chaussures de plage, des chaussures de sport bon marché, des pantoufles d'intérieur, des semelles et des dessus de bottes en caoutchouc à des fins diverses. Il existe d'autres utilisations du PVC dans l'industrie de la chaussure.

Diverses entreprises sont engagées dans la production de chaussures en PVC - à la fois de grandes entreprises équipées d'équipements modernes et des commerçants privés qui ont organisé le moulage de semelles et la couture de pantoufles dans des "garages". Parfois, le moulage à partir d'une "charge" en poudre (un mélange de PVC, de DOP et d'autres additifs) est utilisé, ce qui conduit à des produits de mauvaise qualité.

Conformément aux besoins d'un marché aussi « hétéroclite », des composés plastiques de diverses utilisations et qualités sont produits. Actuellement, le marché des composés plastiques PVC est assez saturé. En plus des entreprises équipées d'équipements de compoundage spécialisés, de petites entreprises artisanales sont apparues équipées d'équipements inadaptés. Outre les entreprises russes, des fabricants étrangers sont également récemment entrés sur le marché, ce qui a entraîné une nouvelle augmentation de la concurrence. Habituellement, une forte concurrence entraîne une augmentation de la qualité des produits et une diminution du niveau des prix. Malheureusement, sur le marché russe des composés de PVC, la concurrence et la réduction des prix qui en résulte s'accompagnent souvent d'une baisse de la qualité des produits. Les fabricants de composés plastiques et de chaussures vont réduire la qualité, en particulier dans les secteurs les moins responsables des chaussures bon marché "à cycle de vie court" - pantoufles, chaussures d'été, etc. Au final, le consommateur qui achète des chaussures de qualité insuffisante perd . Cependant, étant donné le pouvoir d'achat limité de la majorité des consommateurs de chaussures en PVC, la production de composés plastiques de mauvaise qualité se poursuivra (malheureusement).