PVC kompozicijos kompozicijos ir paruošimas. Patobulinta PVC sudėtis. Pradiniai duomenys apie neplastifikuotų PVC kompozicijų gamybos organizavimo savikainos skaičiavimą

PVC junginiai plačiai naudojami avalynės pramonėje. Iš jų gaminama pavasario/vasaros asortimento avalynė, tokia kaip laisvalaikio batų padai, vaikščiojimo batai ir klumpės, paplūdimio bateliai, nebrangūs sportiniai bateliai, kambarinės šlepetės, įvairios paskirties guminių batų padai ir batviršiai. Avalynės pramonėje PVC naudojamas ir kitaip.

Įvairios įmonės užsiima batų gamyba naudojant PVC – pvz didelės įmonės apsirūpinęs moderni įranga, ir privatūs prekeiviai, kurie „garažuose“ organizavo padų liejimą ir šlepečių siuvimą. Kartais naudojamas liejimas iš miltelių pavidalo „užtaiso“ (PVC, DOP ir kitų priedų mišinio), todėl gaminiai yra prastos kokybės.

Atsižvelgiant į tokios „margos“ rinkos poreikius, gaminami įvairios paskirties ir kokybės plastiko mišiniai. Šiuo metu PVC plastikinių junginių rinka yra gana prisotinta. Be įmonių, aprūpintų specializuota mišinio įranga, atsirado mažų amatų firmų, aprūpintų netinkama įranga. Išskyrus Rusijos firmos Pastaruoju metu į rinką įsiveržė ir užsienio gamintojai, todėl konkurencija toliau didėja.

Dažniausiai dėl didelės konkurencijos pakyla gaminių kokybė ir mažėja kainų lygis. Deja, įjungta Rusijos rinka PVC-junginių konkurencija ir jos sukeltas kainų sumažėjimas dažnai lydi prastėjančią gaminių kokybę. Tiek plastiko, tiek batų gamintojai ketina mažinti kokybę, ypač mažiausiai atsakinguose nebrangių batų „su trumpu gyvenimo ciklas» - šlepetės, vasariniai batai ir tt Galų gale pralaimi vartotojas, perkantis netinkamos kokybės batus. Tačiau, atsižvelgiant į ribotą daugumos PVC avalynės vartotojų perkamąją galią, žemos kokybės plastiko mišinių gamyba (deja) bus tęsiama.

Plastikinių mišinių gamybos ir naudojimo problemos

Pagrindiniai plastiko junginio komponentai yra PVC derva, plastifikatoriai, stabilizatoriai, dažikliai ir kiti priedai. Kartais, siekiant sumažinti sąnaudas, įvedami užpildai.

PVC derva

Plastikinių junginių gamintojai, žinoma, turi įvairių gamintojų dervų kokybės „įvertinimą“. Neįvertindami pastebime, kad Rusijos avalynės plastikų rinkoje labiausiai paplitusios C7058M markės dervos iš tikrųjų turi šiek tiek kitokias molekulinės masės reikšmes, o Azot OJSC (Novomoskovskas) gaminamai dervai būdinga didžiausia masė, todėl plastikinis mišinys Novomoskovskio pagrindu. derva turi mažą sklandumą (PTR).

plastifikatoriai

Nepaisant „žaliųjų“ ir daugelio gydytojų protestų, tiek Rusijoje, tiek užsienyje labiausiai paplitęs PVC plastifikatorius yra DOP (di-(2-etilheksil)ftalatas). Jis turi optimalų savybių derinį ir yra palyginti pigus. DOP priklauso vadinamiesiems pirminiams plastifikatoriams. Kitų pirminių plastifikatorių naudojimą riboja jų kaina, o Rusijoje jų yra labai mažai. Be pirminių, yra ir antrinių plastifikatorių, kurie nėra naudojami savarankiškai, tačiau gali iš dalies pakeisti pirminius. Antrinių plastifikatorių kaina natūraliai mažesnė, todėl daugelis gamintojų stengiasi juos naudoti. Klasikiniai antrinių plastifikatorių pavyzdžiai Rusijoje yra chlorinti parafinai, taip pat EDOS ir jo analogai. Mažindami gaminių savikainą (palyginti su DOP), šie plastifikatoriai pablogina daugybę plastiko junginių savybių.

Chloroparafinai padidina plastiko tankį ir sumažina jo terminį stabilumą. EDOS yra šalutinių izopreno gamybos produktų mišinys, jo sudėtis nestabili, o lakumas pastebimai didesnis nei DOP. Be EDOS, šiuo metu rinkoje yra nemažai jo analogų, kurių charakteristikos dar kiek prastesnės. Į kompoziciją įdėjus šių plastifikatorių (ypač dideliais kiekiais), gali kilti problemų dėl plastikinių junginių apdorojimo, poringumo, spalvos stabilumo ir paviršiaus prakaitavimo.

Remdamiesi savo rezultatų analize, kitų gamintojų produktais ir vartotojų atsiliepimais, galime drąsiai teigti, kad kompozicijos, gautos naudojant tik DOP kaip plastifikatorius, yra geriausios kokybės. Reikėtų kuo mažiau naudoti antrinių plastifikatorių, kitaip pablogės plastiko mišinio kokybė ir darbo su juo sąlygos.

Užpildai

Užpildai yra pigios medžiagos, kurių pagrindinė užduotis yra sumažinti kompozicijų kainą. Vienas iš labiausiai paplitusių užpildų yra kreida. Jį galima įvesti tik su dviejų sraigtų ekstruderiais, kurie užtikrina gerą maišymą. Įvedus nedidelį kiekį kreidos, fizinės ir mechaninės savybės praktiškai nesikeičia, tačiau tankis didėja.

Priedai

Stabilizatoriai yra esminiai PVC junginių komponentai. Sudėties pagaminamumas (apdorojamumas) ir galutinio produkto eksploatavimo laikas labai priklauso nuo jų pobūdžio ir kiekio. Netiesioginė sėkmingo šių priedų pasirinkimo savybė yra tokia plastiko junginio savybė kaip terminis stabilumas. Dažai gali atlikti daugybę vaidmenų. Be pagrindinės – kompozicijos nuspalvinimo norima spalva – jie taip pat gali padidinti šviesos atsparumą (suodžiai yra vienas geriausių šviesos stabilizatorių) arba jį sumažinti. Dažų pasirinkimas yra sudėtingas reikalas, nes PVC daugeliui jų nėra inertiškas. Pigiausi ir patvariausi dažai – neorganiniai pigmentai – kaip taisyklė suteikia švelnius tonus. Ryškias ir sodrias spalvas galima išgauti naudojant organinius pigmentus ir dažus. Deja, jie yra mažiau tvirti ir patvarūs nei neorganiniai pigmentai. Be to, vidaus pramonė gamina labai ribotą organinių pigmentų, suderinamų su PVC, asortimentą. Importuotų pigmentų naudojimas pagerina kokybę, tačiau padidina produktų savikainą.

Pavyzdinė batų apvalkalo ir kulnų kompozicijų kompozicija

Pasaulinėje praktikoje avalynės gamyboje plačiai naudojamos plastifikuotos kompozicijos PVC pagrindu. 1 lentelėje parodytos pavyzdinės plastizolio formulės, skirtos batų apvalkalams ir kulnams.

Kaip stabilizatorius buvo naudojama sudėtinga kompozicija, kurią sudaro BA, Cd, Zn druskos. Kulno kompozicijoje esantis plastifikatorius yra butilo benzilftalatas. Tai gerai drėkina PVC dervą ir sumažina plastizolio lydymosi temperatūrą. Siekiant padidinti kulno standumą, į kompoziciją įvedamas X-970 tipo monomeras, kuris kambario temperatūroje gali būti polimerizuojamas esant katalizatoriui (tret-butilperbenzoatui). Kobalto naftenatas veikia kaip kokatalizatorius, pagreitinantis kulno kompozicijos polimerizaciją.

1 lentelė. Batų apvalkalo ir kulno pavyzdinės kompozicijos

Tempimo stiprio trūkimo metu nustatymo metodas Klampumo nustatymo rotaciniu viskozimetru metodas nustatant šlyties greitį Klampumo nustatymo rotaciniu viskozimetru metodas, kai nustatomas šlyties greitis Paviršių baltumo laipsnio nustatymas Rezultatai ir jų aptarimas Gavimo technologinio būdo įtaka PVC plastiko junginiai pagal jų techninius rodiklius Plastizolio želėjimo sąlygų modeliavimas Saugumas ir ekologiškumas...

Jei šis darbas jums netinka, puslapio apačioje yra panašių darbų sąrašas. Taip pat galite naudoti paieškos mygtuką

Dažniausiai PVC gaminių gamintojai, ypač smulkūs lietinių gaminių gamintojai, naudoja nedidelį maišytuvą, kurio našumas 200 kg mišinio per valandą (apie 400 tonų per metus).

Pradiniai duomenys apie neplastifikuotų PVC kompozicijų gamybos organizavimo savikainos skaičiavimą

Esant 100% PVC maišytuvo apkrovai, 95% gatavos PVC kompozicijos, skirtos plokščių gamybai, kainos užima žaliavos (96% gaminant kompoziciją konstrukciniam profiliui). Iš likusių pagrindinių išlaidų (1.6, 1.7 lentelės):

• įrangos nusidėvėjimas ir remontas. Mažo maišytuvo (talpa – 200 kg/t), Kinijos ar Taivano produkcijos kaina – 16-18 tūkst.dol., Vakarų Europos 2,5-3 kartus brangesnė. Garantinis laikotarpis yra 1 metai.
• maišytuvo matmenys yra vidutiniškai 4 * 2, reikia 2 dviejų metrų papildomos erdvės praėjimui, apie 40 kvadratinių metrų. m.
• elektros suvartojimas - 43,5 kW / h, kaina 2,2 rubliai / kW.
• atlyginimas. Maišytuvui aptarnauti reikalingas vienas darbuotojas.

Vienos tonos neplastifikuotų PVC kompozicijų plokščių, kurių metinė produkcija yra 400 tonų, gamybos sąnaudų struktūra

Vienos tonos neplastifikuotų PVC kompozicijų, skirtų konstrukciniams profiliams, gamybos kaštų struktūra, kai per metus pagaminama 400 tonų

Gautos kainos yra mažesnės nei pirmaujančio gatavų kompozicijų gamintojo Soligran (kurio kainos yra apie 5% mažesnės nei kitų gamintojų). Tačiau, pirma, mes imame sąnaudas, neįskaitant logistikos išlaidų (perkant gatavą mišinį, jos yra mažesnės nei perkant kelis priedus ir patį PVC), ir, antra, savaiminio maišymo metu gali atsirasti didelių išlaidų dėl santuokos. Trečia, „Soligran“ tiekia savo produktus granulių pavidalu, o tai šiek tiek padidina jo savikainą. Kita vertus, naudojant nepriklausomą maišymą, galima naudoti pigesnius priedus, nei pateikti aukščiau pateiktuose skaičiavimuose, iš dalies antrines žaliavas, taip pat savarankiškai keisti kompozicijos sudėtį, ypač didinant užpildų proporciją (mūsų skaičiavimai atlikti ne pagal maksimalias leistinas normas).

Palyginti nepriklausomos gatavų PVC kompozicijų gamybos sąnaudas ir įmonės „Soligran“ gatavų kompozicijų kainas

Aukščiau pateiktuose skaičiavimuose skirtumas tarp savarankiško mišinio paruošimo konstrukciniam profiliui yra 22%, o plokštėms - 10%. Šie skirtumai, pirma, yra netikslių skaičiavimų rezultatas, nes iš tikrųjų kompozicijos yra sudėtingesnės nei mūsų pateiktos, ir, antra, kompozicijų sudėtingumas struktūriniam profiliui padidina paties recepto vertę, specialistų darbą. , ir galimų defektų procentas.

Įvertinkime ekonominį efektą:

Sienų plokščių gamyboje sąnaudų skirtumas už toną žaliavų bus 3533 rubliai. Jei paskaičiuosime nedidelę produkciją, kurios tūris yra apie 100 tonų per metus, tada mūsų pačių maišymo poveikis bus apie 350 tūkstančių rublių. Jei gamybos apimtis yra 400 tonų per metus, žaliavų kainos skirtumas bus apie 1400 tūkstančių rublių. Su maišytuvu kaina 430 tūkstančių rublių. organizuoti savo maišymą atsiperka per 3-4 mėnesius.

Užtat pailgėja technologinis ciklas. Gamybos sudėtingumas, dėl kurio neišvengiamai mažėja verslo efektyvumas.

Kokiais atvejais naudinga naudoti paruoštas kompozicijas?

1. Pirma, „statybų sezono“ metu;
2. Antra, vykdant individualius retus užsakymus;
3. Trečia, pradiniuose gamybos kūrimo etapuose.

Rusijos rinkos plėtros prognozė

Kaip vystysis Rusijos rinka? Ar augs gatavų kompozicijų paklausa? Kokiose srityse jis augs? Pirmiausia pažiūrėkime, kaip vystėsi Europos rinka. Ar labiau išsivysčiusiose šalyse yra tendencijų naudoti paruoštas kompozicijas?

Paruoštų standžių PVC kompozicijų naudojimo tendencijos Europos rinkoje

Europos GFA naudojimo rinka susiformavo praėjusio amžiaus 90-ųjų pradžioje ir demonstruoja stabilias gamybos apimtis. 1990 metais Europoje buvo pagaminta 1,2 mln.t GFA, 2000-aisiais – 1,3 mln.t. Nuo 2001 iki 2005 metų augimo tempas neviršijo 1% per metus.

Tačiau verta pabrėžti dvi priešingas GFA naudojimo tendencijas. Didelis augimas įvyko statybinio profilio segmente. Kasmet auganti plastikinių langų rinka per metus padidino GZhK naudojimą apie 5%. Iki mūsų dešimtmečio pradžios struktūrinio profilio dalis naudojant GZhK sudarė daugiau nei 22%. Tuo pačiu metu FFA naudojimas išpilstymo segmente smarkiai sumažėjo, o tai lėmė itin lėtą FFA naudojimo augimą apskritai. Kompozicijų rinkos pokyčiai lėmė skirtingus pokyčius atskirų šalių rinkose. Pavyzdžiui, Prancūzijoje, kur tradiciškai buvo didelė PVC pakuočių rinka dėl vietinės mineralinio vandens gamybos. Tačiau 1990-aisiais Prancūzija parodė, kad bendra PVC kompozitų paklausa sumažėjo nuo 300 000 tonų, o tai sudaro 23% Vakarų Europos rinkos, iki 190 000 tonų, o tai sudaro 15% paklausos.

Iki šiol GFA dalis Vakarų Europoje sudaro apie 27 proc bendram naudojimui neplastifikuotos PVC kompozicijos. Tuo pačiu metu GFA naudojimas Azijoje, kartodamas PVC vartojimo dinamiką, auga sparčiai, apie 10% per metus.

Kitas svarbus pokytis PVC mišinių rinkoje yra dervų gamintojų ir nepriklausomų įmonių mišinių apimtys. Jei 1990 metais dervos gamintojai pagamino 60% kompozicijų, tai 2005 metais – mažiau nei pusę. Tai ypač pastebima Vokietijoje, kur dervų pramonė beveik visiškai pasitraukė iš su PVC susijusio verslo. Nepriklausomų kompozicijų gamintojų skaičius išaugo nuo 41 2002 m. iki kelių šimtų 2005 m. Stambūs PVC gamintojai palaipsniui mažina kompozicijų gamybos apimtis (INEOS Vinyls, Hydro Polymers, Bordoschem).

PVC rinkos analitikai, kaip veiksnį, teigiamai veikiantį GFA naudojimo dalies dinamiką, išskiria polimerų kainų kilimą dėl naftos kainų kilimo. Tai lemia tai, kad gamintojai stengiasi mažinti nešiklių kiekį ir didinti veikliųjų medžiagų kiekį mišinyje, o tai labai apsunkina kompozicijų maišymo procesą ir atitinkamai skatina PVC gaminių gamintojus naudoti įsigytą HFA.

Sienų plokščių gamintojai yra pagrindiniai gatavų kompozicijų vartotojai

Dažniausiai GZhK naudoja plokščių gamintojai. Darbas su gatavomis kompozicijomis šiai gamintojų grupei yra ekonomiškesnis ir patogesnis, palyginti su kitų produktų gamintojais. Šiame segmente yra daug mažos įmonės kuriam GZhK pasiūlymas gali būti naudingas. Gatavų kompozicijų gamintojai turėtų vadovautis šia vartotojų kategorija.

Vartotojas nėra susipažinęs su preke

Pramonės rinkos studijų akademijos atliktas tyrimas atskleidė itin menką gamintojų informuotumą apie galimybę naudoti jau paruoštas kompozicijas. Tai ypač aktualu smulkiesiems gamintojams (iki 500 tonų per metus). Žemas žinomumas rodo palankias sąlygas plėtoti GFA naudojimą šiame segmente. GZhK gamintojai privalo aktyviai reklamuoti savo gaminius rinkoje, savarankiškai susisiekti su statybinių ir apdailos profilių gamintojais, kad perteiktų jiems visus GZHK naudojimo pranašumus. Iki šiol tokią politiką laikosi tik Soligran CJSC.

Šiuo būdu, Rusijos rinką galima apibūdinti kaip besivystančią ir turinčią didelį potencialą. Išaugs gatavų kompozicijų paklausa. Tačiau šis augimas bus pastebimai mažesnis nei PVC perdirbimo apimčių augimo tempas. Rinka padidės dėl nedidelės ir pradedamos gaminti profiliuotus bagetus. Daugeliu atžvilgių rinkos plėtra priklauso nuo kompozicijų gamintojų ir tiekėjų veiklos. Šią rinką jie gali suformuoti. Tam yra visos prielaidos.

Kas šiuo metu yra gatavų kompozicijų vartotojas, kas yra potencialus vartotojas kas formuoja GZhK pasiūlymą Rusijos rinkoje – pranešime rinkodaros tyrimai Pramonės rinkos konjunktūros akademija „Pagamintų standžių PVC kompozicijų rinka Rusijoje“.

Atsparumo smūgiams ir karščiui modifikatorius akrilnitrilo butadieno stireno klasės ABS-20F/ABS-20P, ABS-28F/ABS-28P, ABS-15F/ABS-15P

Naujiena iš UAB "Plastika"

Mūsų gaminiai suteikia didelį atsparumą smūgiams, pagerina standžių PVC profilių mechanines savybes ir padidina jų atsparumą karščiui. Galutinis produktas ilgą laiką išlaiko atsparias smūgiams savybes bet kokiomis oro sąlygomis dėl UV stabilizatoriaus įvedimo ABS sintezės metu. Be to, ABS modifikatoriai yra puikūs apdorojimo priedai. Pagrindinis tikslas su plačiu „apdorojimo langu“, leidžiančiu išvengti daugybės skirtingų apdirbamumo modifikatorių naudojimo skirtingoms programoms.

Naujasis buitinis modifikatorius atveria papildomų galimybių statybos ir būsto bei komunalinių prekių gamyboje: langų profiliai, durys, dailylentės, paklotai, PVC vamzdžiai.

Specifikacijos

rusiška alternatyva. Iš Ph.D. George'as Barsamyanas žurnale „Plastika“: „Be akrilo modifikatorių ir CPE, yra dar vienas produktas, plačiai naudojamas kaip PVC modifikatorius. Tai akrilnitrilo-butadieno-stireno (ABS) kopolimeras ir laikomas didžiausio efektyvumo PVC smūgio modifikatoriumi JAV.<…>Rusijoje didžiausias ABS gamintojas yra AO Plastic (Uzlovaja).<…>2016 m. liepos mėn. ABS bandymai pradėti kaip CBM ir MF PVC. Empiriškai buvo nustatyta, kad ABS taip pat turi smūginio stiprumo modifikatoriaus ir apdirbamumo savybių gaminant PVC gaminius naudojant medienos-polimero kompozitus (WPC).

Dėl to CPE buvo visiškai pašalintas iš kompozicijos, dozė buvo žymiai sumažinta, o vėliau visiškai pašalintas apdirbamumo modifikatorius, šiek tiek sumažinta šilumos stabilizatoriaus dozė ir padidintas užpildo (kreidos) kiekis. Be to, visa tai buvo padaryta nepabloginant gaminių fizinių ir mechaninių savybių.

Taikymo sritys kasmet plečiasi. polimerinės medžiagos(PM) ir jų tvarkymo bei eksploatavimo sąlygų reikalavimai komplikuojasi. Užduotis pailginti gaminio, pagaminto iš PM, eksploatavimo laiką yra labai aktuali, nes apdorojimo ir eksploatavimo metu PM yra veikiami įvairių poveikių, dėl kurių pablogėja jų savybės ir galiausiai sunaikinama. Į PM sudėtį, be didelės molekulinės masės polimero, būtinai įterpiami modifikuojantys priedai, be kurių neįmanomas PM apdorojimas ir produktų iš jų veikimas. Šie priedai pirmiausia apima stabilizatorius, kurie apsaugo polimerą nuo oksidacijos, veikiant šilumai, šviesai, radiacijai, oro ozonui ir kt.

Senstantis PVC

Plastikų senėjimo procesas yra negrįžtamas jų struktūros ir sudėties pasikeitimas, dėl kurio pasikeičia jų savybės. Yra klimatinis senėjimas, senėjimas vandens aplinkoje, dirvožemyje, dirvožemyje, dirbtinėse sąlygose, lengvas senėjimas ir t.

PM elgesio įvairiomis sąlygomis numatymo problema dar neišspręsta. Būdingas PVC sunaikinimo požymis kaitinant yra laipsniškas jo spalvos tamsėjimas, susijęs su dehidrochlorinimu – iš pradžių bespalvė medžiaga gali pagelsti, nuo raudonos iki tamsiai rudos spalvos – esant aukštesnei nei 100 0C temperatūrai, ypač apdorojant 160-1900 0C temperatūroje. Spalvos pasikeitimą lydi polimero kryžminis ryšys. Esant deguoniui, skilimas vyksta greičiau nei inertinėje atmosferoje. PVC sunaikinimą galima vertinti pagal HCl išsiskyrimo intensyvumą, tačiau praktikoje apie tai dažnai sprendžiama tik pagal medžiagos spalvos pasikeitimą. Apdorojant neplastifikuotas PVC kompozicijas ekstruzijos ir įpurškimo būdu, medžiagos sunaikinimas veikiant temperatūrai lemia gaminio spalvos pasikeitimą, burbuliukų buvimą. Apdorojant polimero masę „deginant“ susidaro dalinis kryžminimas, dėl kurio padidėja lydalo klampumas. Stabilizatorių įvedimas atitolina PVC skilimo pradžią, o per šį laikotarpį, vadinamą indukcijos periodu, nėra pastebimo HCl išsiskyrimo. Būtina, kad medžiagos buvimo laikas išlydytoje būsenoje neviršytų indukcijos laikotarpio apdorojimo temperatūroje. Todėl būtina kontroliuoti PVC plastifikavimo laiką. Šiluma ir šviesa įvairiai veikia PVC savybes. Tai gali būti dėl aktyvaus deguonies vaidmens fotooksidacijoje. Terminio dehidrochlorinimo procese po fotosenėjimo PVC tampa trapus, atsiranda gelio frakcija.Tokiu atveju po kurio laiko pasikeičia spalva atskirų tamsių dėmių pavidalu. Fotošvitinimas PVC atveju priskiriamas šviesinamajam efektui. Plastifikuoto PVC senėjimo elgesį lemia plastifikatoriaus savybės. Senėjimo metu plastifikatorius oksiduojasi ir susidaro mažos molekulinės masės produktai, kurie neturi plastifikacinių savybių, lengvai lakuoja arba išplaunami iš medžiagos.

Tyrimai parodė, kad priklausomai nuo plastifikatoriaus tipo kinta ne tik absoliutus PVC pagrindu pagamintų plėvelių stabilumas, bet ir laiko intervalas, skiriantis plėvelių standumo ir trapumo atsiradimo momentus. Dioktilftalatas ir dioktilo sebacatas, taip pat kai kurie poliesterio plastifikatoriai turi gerą stabilizavimo savybę. Plastifikuoto PVC elgesiui atmosferos sąlygomis taip pat turi įtakos naudojamo pigmento tipas. PVC plėvelės, plastifikuotos dioktilftalatu, greičiau praranda mechaninį atsparumą atmosferos poveikiui, kai pridedama žalio pigmento, nei plėvelės, kuriose yra rudo pigmento. Kai plastifikatorius oksiduojasi, atsiranda nemalonus kvapas dėl įvairių pigmentų katalizinio aktyvumo.

Polimerų terminis senėjimas tiriamas skaidymosi produktų sudėtimi spektriniu metodu, naudojant izotermines sąlygas (svorio netekimas nustatomas naudojant spyruoklines svarstykles vakuume, tada diferencijuojama pagal skilimo greitį), arba derivatografiniais metodais.

PVC stabilizatoriai

Stabilizavimo uždavinys – išsaugoti pirmines polimerinių medžiagų savybes senėjimo procesų metu. Iš esmės polimerus galima stabilizuoti dviem būdais: įvedant stabilizatorius ir modifikuojant PM fizikiniais ir cheminiais metodais.

Praktiškai renkantis stabilizatorius, be efektyvumo, atsižvelgiama ir į kitas savybes: suderinamumą su polimeru (nepakankamas suderinamumas lemia fazių atsiskyrimą – stabilizatoriaus išsiskyrimą), lakumą ir ekstrahuojamumą, spalvinimo gebėjimą, kvapą, toksiškumą, ekonomiškumą. Be to, stabilizatoriai veikia technologinius apdorojimo būdus ir gatavų gaminių eksploatacines charakteristikas.

Pagrindiniai destruktyvūs procesai PVC kompozicijose

Dehidrochlorinimas

Pagrindinis technologų keliamas reikalavimas PVC stabilizatoriams – surišti vandenilio chloridą, kuris sunaikinimo metu atsiskiria (dehidrochlorinimo reakcija). Vinilchlorido polimerizacija skatina pakankamai stabilių linijinių molekulių susidarymą, tačiau dėl galutinių reakcijų susidaro ir tretinė anglis, dėl dismutacijos, bei galutinės olefininės grupės. Šios galinės grupės yra nestabiliausios, jos veikia kaip aktyvūs polimero grandinės centrai ir, esant tam tikrai aktyvacijos energijai, prisideda prie pirmosios molekulės susidarymo. druskos rūgšties. Išskyrus šią molekulę, likusioje struktūros dalyje alilo padėtyje yra labai aktyvi anglis, kuri užtikrina reakcijos tęstinumą. Susidarius polieninėms struktūroms, ilgesnėms nei šešios dvigubos jungtys, pasikeičia spalva, būdinga nesotiesiems produktams, tokiems kaip C40 H56 karotinas.

Oksidacija

Esant tokiai pačiai temperatūrai, oksiduojančioje aplinkoje druskos rūgšties išsiskyrimas yra didesnis nei inertinėje. Šiuo atveju dėl tam tikro polimero prisotinimo alilo padėtyse įvyksta oksidacijos reakcija, dėl kurios polimero nestabilumas didėja dėl karboksilo grupių susidarymo. Oksidacijos procesas gali būti vykdomas įvairiais būdais, pavyzdžiui, tarpiniu būdu susidarant cikliniams peroksidams arba hidroperoksidams, tačiau visais atvejais oksidacijos metu susidaro polieninių ketonų struktūros. Pastaruoju metu buvo tiriamas autokatalizinis druskos rūgšties poveikis oksiduojančioje ir inertinėje aplinkoje. Šį reiškinį galima paaiškinti tuo, kad susidaro geležies dichloridai, kurie patys yra energingi oksidacijos reakcijų katalizatoriai aukštesnėje temperatūroje (geležies dichloridai susidaro dėl druskos rūgšties reakcijos su geležimi įrangos sienelėse). Tinkamo stabilizatoriaus pasirinkimas priklauso nuo ekonominių kriterijų ir galutinio produkto naudojimo sąlygų (būtina atsižvelgti į toksiškumą, šviesos šaltinių buvimą, organoleptines savybes ir kt. veiksnius). Stabilizatoriai dedami santykinai mažomis dozėmis, nes stabilizatorių, kaip reakcijos inhibitorių, poveikis yra labai efektyvus, palyginti su reakcijoje dalyvaujančių medžiagų stechiometrinio santykio įtaka.

Stabilizatoriai turi būti suderinami su PVC ir neturėti įtakos galutinio produkto spalvai, be to, stabilizatorių neturi būti lakiųjų ir kvapas.

Iš daugelio skirtingų stabilizatorių tipų toliau aptariami organiniai alavo dariniai, organinės metalų druskos ir epoksidiniai pusiau stabilizatoriai.

Visi aukščiau išvardyti junginių tipai reaguoja į HCl, tačiau HCl surišimas, pagrindinė stabilizavimo užduotis, neišsemia visų praktinių reikalavimų. Idealus PVC stabilizatorius turėtų atlikti šias funkcijas: surišti išsiskyrusią HCl, slopinti (sulėtinti) oksidacijos reakciją, skersinį ryšį, apsaugoti dvigubus ryšius PVC grandinėse, sugerti ultravioletinę spinduliuotę. Visų šių funkcijų įgyvendinimas pasiekiamas naudojant stabilizatorių mišinį (sudėtingus stabilizatorius). Pažymėtina, kad naudojant dviejų tipų tinkamai parinktus stabilizatorius kartu su tepalais gaunamas ne paprastas bendras efektas, o daug kartų didesnis nei kiekvienas atskirai.

Viena iš PVC apdorojimo ypatybių yra ta, kad vieninteliai tikrai veiksmingi stabilizatoriai yra junginiai sunkieji metalai. Visos šios medžiagos didesniu ar mažesniu mastu yra toksiškos. Dėl jų naudojimo PM, besiliečiančiose su maisto produktais ir buitinėse geriamojo vandens sistemose, galimybė sprendžiama Sveikatos apsaugos ministerijos ir nacionalinių teisės aktų lygmeniu.

Stabilizatorių tipai:

a) švino stabilizatoriai
Švino pagrindu pagamintos sistemos buvo pirmosios plastiko pramonėje naudojamos sistemos. Šios sistemos užtikrina ilgalaikį stabilumą, yra patvarios, nebrangios, tačiau turi ir trūkumų: naudojant jas neįmanoma gauti skaidrių produktų, šios sistemos yra toksiškos. Tai yra: 3 bazinis švino sulfatas – ilgalaikis terminis stabilizatorius, 2 bazinis švino stearatas ir dvibazinis švino fosfitas. Abu naudojami kaip šviesos ir šilumos stabilizatoriai. Jie visada naudojami deriniuose, kuriuose kaip lubrikantas yra kalcio stearatas.

b) stabilizatoriai kalcio ir cinko pagrindu
Kalcis ir cinkas naudojami kaip pakavimo medžiagos stabilizatoriai. maisto produktai, t.y. produktai, kurie turi turėti aukštus organoleptinius kokybės rodiklius. Terminis stabilizavimas užtikrinamas dėl dviejų komponentų sinergetinio veikimo: cinkas veikia trumpalaikį, kalcis – ilgalaikį. Taip pat naudojami cinko oktoatai (skysčiai), kalcio stearatas, tačiau jie nėra tokie veiksmingi. Reikalingi atitinkami pusiau stabilizatoriai (sojų aliejus).

c) stabilizatoriai, kurių pagrindą sudaro organiniai alavo junginiai
Šios jungtys yra universalios. Trūkumas yra didelė kaina. Jie gerai stabilizuoja visų tipų PVC. Sieros turinčios organinės alavo medžiagos yra itin svarbūs šilumos stabilizatoriai. Jie naudojami stabilizuoti skaidrius bespalvius standžius PVC gaminius, daugiausia plėveles, plokštes, kurių apdorojimui reikalinga aukšta temperatūra. Besieriai junginiai yra veiksmingi kaip šviesos stabilizatoriai ir yra bekvapiai.

d) pagalbiniai epoksidiniai stabilizatoriai
Jie daugiausia naudojami kaip sinergikliai mišiniuose su metaliniu muilu, siekiant padidinti atsparumą šviesai. Be to, jie padidina plastiškumo charakteristikas.

Antioksidantai

Fenoliniai antioksidantai, tokie kaip defenilolpropanas, veikia kaip šviesos stabilizatoriai ir taip pat neleidžia plastifikatoriams oksiduotis.

Stabilizavimo efektyvumą lemia šie keturi veiksniai: vidinis polimero stabilumas, sudėtis, apdorojimo būdas ir gatavo produkto panaudojimo sritis. Įgimtą polimero stabilumą lemia polimero molekulinė struktūra (molekulinės masės ir molekulinės masės pasiskirstymas, šakotų struktūrų buvimas, galinės grupės, deguonies turinčios grupės, polimerizuojami komponentai), taip pat priemaišų buvimas. Didžiąją dalį (išskyrus kopolimero struktūrą) molekulinių struktūrų ir priemaišų ypatybės lieka nežinomos, tačiau polimero gavimo būdas daugiausia lemia jo stabilumą.

Emulsijos PVC sudėtyje yra emulsiklio likučių (muilų ir sulfonatų), katalizatoriaus (amonio persulfato, natrio bisulfato) ir buferinių medžiagų (natrio fosfato). Suspensijoje PVC yra daug polimerizacijos metu patekusių medžiagų, tokių kaip apsauginiai koloidai (polivinilo alkoholis) ir katalizatoriaus likučiai (lauroilo peroksidas). Masinės polimerizacijos rezultatas yra gryniausias polimeras, kuriame nėra katalizatoriaus likučių. Pagalbinės medžiagos blogina emulsinio PVC skaidrumą, atsparumą vandeniui, izoliacines savybes ir stabilumą, lyginant su suspensiniu PVC.

PVC stabilumas taip pat priklauso nuo polimerizacijos sąlygų (slėgio, temperatūros ir kt.) ir naudojamų pagalbinių priedų. Dabar įsisavinama tam tikro stabilumo PVC gamyba.

Esant sąlygoms PVC gamybaį jį dedama stabilizatorių, kuriuose yra bario, kadmio, alavo. Apdorojant tokius PVC į konkrečius gaminius (plėveles, vamzdžius), būtina tiksliai žinoti, kaip ir kiek jie jau yra stabilizuoti, kad būtų galima apsispręsti dėl tolesnio stabilizavimo. Preparato įtaka stabilizavimo poveikiui daugiausia priklauso nuo plastifikatoriaus.

Dažniausiai naudojami ftalatai ir poliesterio plastifikatoriai beveik neturi įtakos PVC stabilumui, o fosfitai ir chlorinti parafinai mažina atsparumą karščiui ir šviesai. Atsparumas šviesai pagerinamas esant di-2-etil-heksilftalatui. Nustatyta, kad nedidelis 2-etilheksildifenilfosfato priedas į plačiai naudojamą plastifikatorių di-2-etilheksilftalatą (DOP) žymiai pagerina plastifikuoto PVC, ypač plonų tokių PVC kompozicijų plėvelių, atsparumą oro sąlygoms. Optimalų atsparumą šviesai ir karščiui galima pasiekti į kompoziciją įdėjus 10% epoksidinių junginių.

Kiti modifikatoriai

Užpildai

Kiti formulės komponentai, kuriems kartais reikia specialaus stabilizavimo, yra užpildai ir pigmentai. Pavyzdžiui, aliuminio oksidas dėl savo gerų dielektrinių savybių dažnai naudojamas izoliacinėms medžiagoms, o asbestas dėl šilumos izoliacijos – grindims (vinilinės asbesto plytelės). Yra įvairių užpildų, kurie skiriasi dalelių dydžiu ir forma, gamybos būdu ir paviršiaus apdorojimu.

Užpildai sumažina kompozicijos savikainą, tačiau tuo pačiu sumažėja atsparumas tempimui, elastingumas ir atsparumas dilimui. Užpildai, kurių dalelės yra didesnės nei 3 µm, sukelia apdorojimo įrangos susidėvėjimą. Ukrainoje, NVS šalyse ir Vakarų Europoje natūrali kreida naudojama kaip užpildas iki 2%, Italijoje naudojami užpildai, kurių pagrindą sudaro silicio dioksidas su mažomis dalelėmis, kurių kiekis yra 0,5-3%.

Tepalai

Be veiksmingo ir teisingo stabilizavimo, svarbus ir tinkamas tepalas, skirtas sumažinti trintį tarp dalelių apdorojimo metu.

Tepalo veikimo principas yra tas, kad tarp polivinilchlorido polimerų grandinių įvedamos molekulės, kurios turi tam tikrą poliškumą ir gali sumažinti traukos jėgas tarp pačių grandinių. Vietoj šių traukos jėgų tarp polimero molekulių ir tepalų molekulių atsiranda silpnos traukos jėgos (PVC standumo priežastis yra chloro ir vandenilio atomų poliškumas).

Dėl tepimo sumažėja galimybė medžiagai perkaisti dėl trinties ir užtikrinamas tolygesnis šilumos pasiskirstymas PVC masėje, mažėja PVC klampumas. Tepalai, priklausomai nuo derinio su PVC, gali būti išoriniai ir vidiniai. Vidiniai tepalai turi pakankamą poliškumą ir gerai derinami su PVC. Be to, jie sumažina lydalo PVC klampumą. Tokių tepalų pavyzdžiai: riebalų rūgščių esteriai, stearino rūgštis, ozokeritas. Naudojama dozė: 1-3%. Išoriniai tepalai turi nepakankamą poliškumą, todėl blogai maišosi su PVC. Jie išeina ir sumažina trintį tarp polimero lydalo ir apdirbimo įrangos bei formavimo įrankio metalinių paviršių. Vartojama dozėmis: 0,1-0,4%.

Išorinių tepalų pavyzdys: polietileniniai vaškai.

PVC junginių gamybos problemos

PVC junginiai plačiai naudojami avalynės pramonėje. Iš jų gaminama pavasario/vasaros asortimento avalynė, tokia kaip laisvalaikio batų padai, vaikščiojimo batai ir klumpės, paplūdimio bateliai, nebrangūs sportiniai bateliai, kambarinės šlepetės, įvairios paskirties guminių batų padai ir batviršiai. Avalynės pramonėje PVC naudojamas ir kitaip.

Batų iš PVC gamyba užsiima įvairios įmonės – tiek didelės įmonės, aprūpintos modernia įranga, tiek privatūs prekybininkai, kurie „garažuose“ organizavo padų ir šlepečių siuvimą. Kartais naudojamas liejimas iš miltelių pavidalo „užtaiso“ (PVC, DOP ir kitų priedų mišinio), todėl gaminiai yra prastos kokybės.

Atsižvelgiant į tokios „margos“ rinkos poreikius, gaminami įvairios paskirties ir kokybės plastiko mišiniai. Šiuo metu PVC plastikinių junginių rinka yra gana prisotinta. Be įmonių, aprūpintų specializuota mišinio įranga, atsirado mažų amatų firmų, aprūpintų netinkama įranga. Be Rusijos firmų, pastaruoju metu į rinką atėjo ir užsienio gamintojai, todėl konkurencija toliau didėja. Dažniausiai dėl didelės konkurencijos pakyla gaminių kokybė ir mažėja kainų lygis. Deja, Rusijos PVC junginių rinkoje konkurencija ir jos sukeltas kainų sumažėjimas dažnai lydi prastėjančią gaminių kokybę. Tiek plastikinių mišinių, tiek batų gamintojai ketina mažinti kokybę, ypač mažiausiai atsakinguose nebrangių „trumpo gyvavimo ciklo“ batų – šlepečių, vasarinių ir kt. . Tačiau, atsižvelgiant į ribotą daugumos PVC avalynės vartotojų perkamąją galią, žemos kokybės plastiko mišinių gamyba (deja) bus tęsiama.