Compozițiile și prepararea compoziției PVC. Compoziție pvc îmbunătățită. Date inițiale pentru implementarea costurilor pentru organizarea producției de compoziții PVC neplastifiate

Compușii PVC sunt utilizați pe scară largă în industria încălțămintei. Sunt folosite pentru a face încălțăminte pentru gama de primăvară/vară, cum ar fi tălpi pantofilor casual, pantofi de mers și saboți, pantofi de plajă, pantofi sport ieftini, papuci de interior, tălpi și fețe de cizme de cauciuc pentru diverse scopuri. Există și alte utilizări pentru PVC în industria încălțămintei.

Diverse companii sunt angajate în producția de pantofi folosind PVC - cum ar fi marile intreprinderi echipat cu echipament modern, și comercianți privați care au organizat turnarea tălpilor și a cusut papuci în „garaje”. Uneori se folosește turnarea dintr-o „încărcare” pulbere (un amestec de PVC, DOP și alți aditivi), ceea ce duce la produse de proastă calitate.

În conformitate cu nevoile unei astfel de piețe „pestrițe”, se produc compuși din plastic de diferite scopuri și calitate. În prezent, piața compușilor din plastic PVC este destul de saturată. Pe lângă întreprinderile dotate cu echipamente specializate de amestecare, au apărut mici firme artizanale dotate cu echipamente necorespunzătoare. În afară de firme rusești Recent, pe piață au intrat și producători străini, ceea ce duce la o creștere în continuare a concurenței.

De obicei, concurența ridicată duce la creșterea calității produselor și la scăderea nivelului prețurilor. Din păcate, pe piata ruseasca Concurența compușilor din PVC și reducerea prețului cauzată de aceasta este adesea însoțită de o scădere a calității produsului. Producătorii atât de compuși din plastic, cât și de încălțăminte sunt în scădere a calității, în special în sectoarele cele mai puțin responsabile ale încălțămintei low-cost „cu un scurt ciclu de viață» - papuci, pantofi de vara etc. In final, consumatorul care cumpara pantofi de calitate necorespunzatoare pierde. Cu toate acestea, având în vedere puterea de cumpărare limitată a majorității consumatorilor de încălțăminte din PVC, producția de compuși din plastic de calitate scăzută va continua (din păcate).

Probleme de producere și utilizare a compușilor plastici

Principalele componente ale compusului plastic sunt rășina PVC, plastifianți, stabilizatori, coloranți și alți aditivi. Uneori sunt introduse materiale de umplutură pentru a reduce costul.

Rășină PVC

Producătorii de compuși din plastic au, desigur, o „evaluare” a calității rășinilor de la diverși producători. Fără să luăm în considerare, observăm că cele mai comune rășini marca C7058M de pe piața rusă a materialelor plastice pentru încălțăminte au de fapt valori ușor diferite ale greutății moleculare, iar rășina produsă de Azot OJSC (Novomoskovsk) se caracterizează prin cea mai mare masă, deci compus plastic pe bază de Novomoskovsk. rășina are fluiditate scăzută (PTR).

plastifianti

În ciuda protestelor „verzilor” și a unui număr de medici, cel mai comun plastifiant PVC atât în ​​Rusia, cât și în străinătate este DOP (di-(2-etilhexil)-ftalat). Are o combinație optimă de proprietăți și este relativ ieftină. DOP aparține așa-numiților plastifianți primari. Utilizarea altor plastifianți primari este limitată de prețul lor și sunt foarte puțini în Rusia. Pe lângă cele primare, există și plastifianți secundari care nu sunt utilizați independent, dar îi pot înlocui parțial pe cei primari. Prețul plastifianților secundari este în mod natural mai mic, așa că mulți producători încearcă să le folosească. Exemple clasice de plastifianți secundari din Rusia sunt parafinele clorurate, precum și EDOS și analogii săi. Prin reducerea costului (comparativ cu DOP) al produselor, acești plastifianți înrăutățesc o serie de proprietăți ale compușilor plastici.

Cloroparafinele cresc densitatea plasticului și reduc stabilitatea termică a acestuia. EDOS este un amestec de produse secundare ale producției de izopren, compoziția sa este instabilă, iar volatilitatea sa este vizibil mai mare decât cea a DOP. Pe lângă EDOS, există în prezent o serie de analogi ai săi pe piață, ale căror caracteristici sunt chiar mai rele. Odată cu introducerea acestor plastifianți în compoziție (mai ales în cantități mari), pot apărea probleme cu prelucrarea compușilor plastici, porozitatea, stabilitatea culorii și transpirația la suprafață.

Pe baza analizei propriilor rezultate, a produselor altor producători și a recenziilor consumatorilor, putem spune cu încredere că compozițiile obținute folosind doar DOP ca plastifianți au cea mai bună calitate. Utilizarea plastifianților secundari ar trebui redusă la minimum, altfel calitatea compusului plastic și condițiile de lucru cu acesta se deteriorează.

Umpluturi

Umpluturile sunt substanțe ieftine, a căror sarcină principală este reducerea costului compozițiilor. Unul dintre cele mai comune materiale de umplutură este creta. Poate fi introdus doar cu extrudere cu două șuruburi care asigură o amestecare bună. Odată cu introducerea unei cantități mici de cretă, proprietățile fizice și mecanice practic nu se schimbă, dar densitatea crește.

Aditivi

Stabilizatorii sunt componente esențiale ale compușilor PVC. Fabricabilitatea (procesabilitatea) compoziției și durata de viață a produsului final depind în mare măsură de natura și cantitatea acestora. O caracteristică indirectă a selecției cu succes a acestor aditivi este o caracteristică a compusului plastic precum stabilitatea termică. Coloranții pot juca numeroase roluri. Pe lângă cea principală - colorarea compoziției în culoarea dorită - pot crește și rezistența la lumină (funinginea este unul dintre cei mai buni stabilizatori de lumină) sau o pot reduce. Alegerea coloranților este o afacere dificilă, deoarece PVC-ul nu este inert pentru mulți dintre ei. Cei mai ieftini și durabili coloranți - pigmenți anorganici - de regulă, dau tonuri moi. Culorile strălucitoare și bogate pot fi obținute folosind pigmenți și coloranți organici. Din păcate, sunt mai puțin puternici și durabili decât pigmenții anorganici. În plus, industria autohtonă produce o gamă extrem de limitată de pigmenți organici compatibili cu PVC. Utilizarea pigmenților importați îmbunătățește calitatea, dar crește costul produselor.

Compoziție exemplificativă a compozițiilor pentru călcâi și călcâi

În practica mondială, compozițiile plastifiate pe bază de PVC sunt utilizate pe scară largă în producția de încălțăminte. Formulări exemplificative de plastizol pentru învelișuri și tocuri de pantofi sunt prezentate în Tabelul 1.

Ca stabilizator s-a folosit o compoziție complexă, care include săruri de BA, Cd, Zn. Plastifiantul din compoziția călcâiului este ftalatul de butil benzii. Care udă bine rășina PVC și scade punctul de topire al plastizolului. Pentru a crește rigiditatea călcâiului, se introduce în compoziție un monomer de tip X-970, care poate fi polimerizat în prezența unui catalizator (tert-butilperbenzoat) la temperatura camerei. Naftenatul de cobalt acționează ca un cocatalizator, accelerând polimerizarea compoziției călcâiului.

Tabelul 1: Compoziții exemplificative pentru învelișul pantofilor și toc

Metoda de determinare a rezistenței la rupere la rupere Metoda de determinare a vâscozității cu un vâscozimetru rotativ la determinarea vitezei de forfecare Metoda de determinare a viscozității cu un vâscozimetru rotațional la determinarea vitezei de forfecare Determinarea gradului de alb al suprafețelor Rezultate și discutarea acestora Influența modului tehnologic de obținere Compușii din plastic PVC pe indicatorii lor tehnici Simularea condițiilor de gelificare a plastizolului Siguranța și respectarea mediului...

Dacă această lucrare nu vă convine, există o listă de lucrări similare în partea de jos a paginii. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

Cel mai adesea, producătorii de produse din PVC, în special producătorii mici de produse turnate, folosesc un mixer mic cu o capacitate de 200 kg de amestec pe oră (aproximativ 400 de tone pe an).

Date inițiale pentru implementarea costurilor pentru organizarea producției de compoziții PVC neplastifiate

Cu o sarcină de mixer 100% PVC, 95% din costul compoziției finite din PVC pentru producția de panouri este ocupat de materii prime (96% în producția unei compoziții pentru un profil structural). Dintre costurile principale rămase (tabelul 1.6, 1.7):

• amortizarea si repararea echipamentelor. Prețul unui mixer mic (capacitate - 200 kg / tonă), producție chineză sau taiwaneză - 16-18 mii de dolari, Europa de Vest de 2,5-3 ori mai scumpă. Perioada de garantie este de 1 an.
• dimensiunile mixerului sunt în medie de 4 * 2, 2 doi metri de spațiu suplimentar pentru trecere, sunt necesari aproximativ 40 de metri pătrați. m.
• consumul de energie electrică - 43,5 kW / h, la un cost de 2,2 ruble / kW.
• salariu. Este necesar un lucrător pentru întreținerea mixerului.

Structura costurilor pentru producerea unei tone de compoziții PVC neplastifiate pentru panouri cu o producție anuală de 400 tone

Structura costurilor pentru producerea unei tone de compoziții PVC neplastifiate pentru profile structurale cu o producție anuală de 400 tone

Preturile obtinute sunt mai mici decat ale producatorului lider de compozitii finite Soligran (ale carui preturi sunt cu aproximativ 5% mai mici decat ale altor producatori). Cu toate acestea, în primul rând, luăm costul, excluzând costurile logistice (la achiziționarea unui compus gata preparat, acestea sunt mai mici decât la achiziționarea mai multor aditivi și PVC în sine), iar în al doilea rând, costuri semnificative în timpul auto-amestecării pot apărea din cauza căsătoriei dintre produsul rezultat, în al treilea rând, „Soligran” își furnizează produsele sub formă granulară, ceea ce îi crește oarecum costul. Pe de altă parte, cu amestecarea independentă, este posibil să se utilizeze aditivi mai ieftini decât cei indicați în calculele de mai sus, materii prime parțial secundare, precum și să se schimbe independent compoziția compoziției, în special, creșterea proporției de umpluturi (nostru calculele nu au fost făcute conform standardelor maxime admise).

Comparația costului producției independente a compozițiilor PVC finite și prețurile pentru compozițiile finite ale companiei Soligran

În calculele de mai sus, diferența dintre auto-prepararea amestecului este de 22% pentru profilul structural și 10% pentru panouri. Aceste diferențe sunt, în primul rând, rezultatul unor calcule inexacte, deoarece în realitate compozițiile sunt mai complicate decât cele prezentate de noi, iar în al doilea rând, complexitatea compozițiilor pentru profilul structural crește valoarea rețetei în sine, munca specialiștilor. , și procentul de defecte posibile.

Să evaluăm efectul economic:

În producția de panouri de perete, diferența de costuri pe tonă de materii prime va fi de 3.533 de ruble. Dacă luăm pentru calcul o producție mică cu un volum de aproximativ 100 de tone pe an, atunci efectul propriului amestec va fi de aproximativ 350 de mii de ruble. Dacă volumul de producție este de 400 de tone pe an, diferența de cost al materiilor prime va fi de aproximativ 1400 de mii de ruble. Cu un mixer costă 430 de mii de ruble. organizarea propriului mixare se plătește în 3-4 luni.

În schimb, ciclul tehnologic este prelungit. Complexitatea producției, care duce inevitabil la o scădere a eficienței afacerii.

În ce cazuri este benefic să folosiți compoziții gata preparate?

1. În primul rând, în timpul „sezonului construcțiilor”;
2. În al doilea rând, în executarea comenzilor rare individuale;
3. În al treilea rând, în etapele inițiale de dezvoltare a producției.

Prognoza dezvoltării pieței ruse

Cum se va dezvolta piața rusă? Va crește cererea de compoziții finite? În ce zone va crește? Pentru început, să vedem cum s-a dezvoltat piața europeană. Există tendințe de utilizare a compozițiilor gata făcute în economiile mai dezvoltate?

Tendințe în utilizarea compozițiilor PVC rigide gata făcute pe piața europeană

Piața europeană pentru utilizarea GFA a fost formată la începutul anilor 90 ai secolului trecut și demonstrează volume de producție stabile. În 1990, în Europa au fost produse 1,2 milioane de tone de GFA, în 2000 - 1,3 milioane de tone. Din 2001 până în 2005, rata de creștere nu a depășit 1% pe an.

Cu toate acestea, merită evidențiate două tendințe opuse în utilizarea GFA. Creștere semnificativă a avut loc pe segmentul profilului de construcții. Piața în creștere anuală a ferestrelor din plastic a oferit o creștere de aproximativ 5% a utilizării GZhK pe an. Până la începutul deceniului nostru, ponderea profilului structural în utilizarea GZhK era mai mare de 22%. În același timp, utilizarea FFA în segmentul de îmbuteliere a scăzut brusc, ceea ce a condus la o creștere extrem de lentă a utilizării FFA în general. Schimbările de pe piața compozițiilor au dus la schimbări diferite pentru piețele din fiecare țară. De exemplu, în Franța, unde în mod tradițional a existat o piață extinsă pentru ambalajele din PVC, datorită producției locale de apă minerală. Cu toate acestea, în anii 1990, Franța a înregistrat o scădere a cererii totale de compozite PVC de la 300.000 de tone, care reprezintă 23% din piața vest-europeană, la 190.000 de tone, ceea ce reprezintă 15% din cerere.

Până în prezent, ponderea GFA în Europa de Vest este de aproximativ 27% din uz general compoziții PVC neplastifiate. În același timp, utilizarea GFA în Asia, repetând dinamica consumului de PVC, crește într-un ritm rapid, aproximativ 10% pe an.

O altă schimbare importantă pe piața compusului din PVC este volumul de compus de către producătorii de rășini și companiile independente. Dacă în 1990 producătorii de rășină produceau 60% din compoziții, atunci în 2005 era mai puțin de jumătate. Acest lucru este vizibil mai ales în Germania, unde industria rășinilor s-a retras aproape complet din afacerile legate de PVC. Numărul producătorilor independenți de compoziție a crescut de la 41 în 2002 la câteva sute în 2005. Marii producători de PVC reduc treptat volumele de producție ale compozițiilor (INEOS Vinyls, Hydro Polymers, Bordoschem).

Analiștii pieței PVC, ca factor care afectează pozitiv dinamica ponderii de utilizare a GFA, evidențiază creșterea prețurilor la polimeri ca urmare a creșterii prețului petrolului. Acest lucru duce la faptul că producătorii încearcă să reducă cantitatea de purtători și să crească cantitatea de ingrediente active din amestec, ceea ce complică foarte mult procesul de amestecare a compozițiilor și, în consecință, încurajează producătorii de produse din PVC să utilizeze HFA achiziționat.

Producătorii de panouri de perete sunt principalii consumatori de compoziții finite

Cel mai adesea GZhK este folosit de producătorii de panouri. Lucrarea la compozițiile finite pentru acest grup de producători este mai rentabilă și mai convenabilă în comparație cu producătorii altor produse. Acest segment conține un număr mare de firme mici pentru care oferta GZhK poate fi benefică. Producătorii de compoziții finite ar trebui să fie ghidați de această categorie de consumatori.

Consumatorul nu este familiarizat cu produsul

Un studiu al Academiei de Studii ale Pieței Industriale a relevat o conștientizare extrem de scăzută a producătorilor cu privire la posibilitatea utilizării compozițiilor gata preparate. Acest lucru este valabil mai ales pentru micii producători (până la 500 de tone pe an). Nivelul scăzut de cunoaștere indică condiții favorabile pentru dezvoltarea utilizării GFA în acest segment. Producătorii GZhK trebuie să fie activi în promovarea produselor lor pe piață, contactând în mod independent producătorii de profile de construcție și finisare pentru a le transmite toate beneficiile utilizării GZHK. Până în prezent, doar CJSC Soligran duce o astfel de politică.

Prin urmare, piața rusă poate fi descrisă ca fiind în curs de dezvoltare și cu potențial semnificativ. Cererea de compoziții finite va crește. Dar această creștere va fi semnificativ mai mică decât rata de creștere a volumelor de prelucrare PVC. Piața va crește din cauza producției mici și de pornire a matrițelor profilate. În multe privințe, dezvoltarea pieței depinde de activitatea producătorilor și furnizorilor de compoziții. Aceasta piata poate fi formata de ei. Toate premisele pentru aceasta există.

Cine este consumatorul de compoziții finite în prezent, cine este consumator potential care formează oferta GZhK pe piața rusă - în raport cercetare de piata Academia Pieței Industriale Conjunctura „Piața compozițiilor PVC rigide finite din Rusia”.

Modificator de rezistență la șocuri și rezistență la căldură acrilonitril butadienă stiren clase ABS-20F/ABS-20P, ABS-28F/ABS-28P, ABS-15F/ABS-15P

Nou de la JSC „Plastic”

Produsele noastre oferă o rezistență ridicată la impact, îmbunătățesc proprietățile mecanice ale profilelor rigide din PVC și le măresc rezistența la căldură. Produsul final își păstrează proprietățile rezistente la șocuri pentru o lungă perioadă de timp în orice condiții meteorologice datorită introducerii unui stabilizator UV în timpul sintezei ABS. În plus, modificatorii ABS sunt aditivi excelente de procesare. scop general cu o „fereastră de procesare” largă, care vă permite să evitați utilizarea unui număr mare de modificatori de procesabilitate diferiți pentru diferite aplicații.

Noul modificator autohton deschide oportunități suplimentare în producția de construcții și locuințe și bunuri comune: profile de ferestre, uși, siding, pardoseală, țevi PVC.

Specificații

alternativa ruseasca. Dintr-un articol de Ph.D. George Barsamyan în revista „Plastice”: „Pe lângă modificatorii acrilici și CPE, există un alt produs care este utilizat pe scară largă ca modificator pentru PVC. Este un copolimer acrilonitril-butadienă-stiren (ABS) și este considerat cel mai performant modificator de impact PVC din SUA.<…>În Rusia, cel mai mare producător de ABS este AO Plastic (Uzlovaya).<…>În iulie 2016, testele ABS au început ca CBM și MF pentru PVC. Din punct de vedere empiric, s-a constatat că ABS are, de asemenea, proprietățile unui modificator de rezistență la impact și procesabilitate în producția de produse din PVC folosind compozite lemn-polimer (WPC).

Ca rezultat, CPE a fost complet exclus din formulare, doza a fost redusă semnificativ și ulterior modificatorul de procesabilitate a fost complet exclus, doza de stabilizator termic a fost ușor redusă și conținutul de umplutură (cretă) a fost crescut. În plus, toate acestea s-au făcut fără deteriorarea proprietăților fizice și mecanice ale produselor.

Domeniile de aplicare se extind în fiecare an. materiale polimerice(PM) și cerințele pentru condițiile de prelucrare și funcționare a acestora devin mai complicate. Sarcina de a prelungi durata de viață a unui produs din PM este foarte relevantă, deoarece PM este supus la diferite influențe în timpul procesării și funcționării, ceea ce duce la o deteriorare a proprietăților lor și, în cele din urmă, la distrugere. În compoziția PM-ului, pe lângă polimerul cu molecule înalte, sunt introduși în mod necesar aditivi modificatori, fără de care prelucrarea PM și operarea produselor din acestea este imposibilă. Acești aditivi includ în primul rând stabilizatori care protejează polimerul de oxidare sub influența căldurii, luminii, radiațiilor, ozonului aerului etc.

PVC îmbătrânit

Procesul de îmbătrânire a materialelor plastice este o modificare ireversibilă a structurii și compoziției lor, care duce la o schimbare a proprietăților lor. Există îmbătrânire climatică, îmbătrânire în mediul acvatic, în sol, sol, condiții artificiale, îmbătrânire ușoară etc. Există o mulțime de indicatori pentru determinarea îmbătrânirii - proprietăți fizice, mecanice, electrice etc.

Problema prezicerii comportamentului PM în diferite condiții nu a fost încă rezolvată. Un semn caracteristic al degradării PVC-ului la încălzire este o întunecare progresivă a culorii acestuia asociată cu dehidroclorarea - materialul incolor inițial poate deveni galben, roșu până la maro închis - la temperaturi peste 100 0C, mai ales atunci când este procesat în intervalul 160-1900 0C. Schimbarea culorii este însoțită de reticulare a polimerului. În prezența oxigenului, descompunerea are loc mai repede decât într-o atmosferă inertă. Distrugerea PVC-ului poate fi evaluată prin intensitatea eliberării de HCl, dar în practică este adesea apreciată doar prin schimbarea culorii materialului. În procesele de prelucrare a compozițiilor PVC neplastifiate prin extrudare și turnare prin injecție, distrugerea materialului sub influența temperaturii duce la schimbarea culorii produsului, prezența bulelor. În timpul „arderii” masei polimerului în timpul procesării, are loc reticulare parțială, în urma căreia vâscozitatea topiturii crește. Introducerea stabilizatorilor întârzie începutul descompunerii PVC, iar în această perioadă de timp, numită perioadă de inducție, nu există o eliberare vizibilă de HCl. Este necesar ca timpul de rezidență al materialului în stare topită să nu depășească perioada de inducție la temperatura de prelucrare. Prin urmare, este necesar să se controleze timpul de plastificare a PVC-ului. Căldura și lumina afectează proprietățile PVC-ului în moduri diferite. Acest lucru se poate datora rolului activ al oxigenului în fotooxidare. În procesul de dehidroclorurare termică, după fotoîmbătrânire, PVC-ul devine casant, apare o fracțiune de gel.În acest caz, o schimbare de culoare apare după ceva timp sub formă de pete întunecate separate. Fotoiradierea în cazul PVC este creditată cu un efect de strălucire. Comportarea la îmbătrânire a PVC-ului plastifiat este determinată de proprietățile plastifiantului. În timpul îmbătrânirii, plastifiantul se oxidează cu formarea de produse cu greutate moleculară mică care nu au o capacitate de plastificare, se volatilizează ușor sau sunt spălate din material.

Studiile au arătat că în funcție de tipul de plastifiant se modifică nu doar stabilitatea absolută a filmelor pe bază de PVC, ci și intervalul de timp care separă momentele de apariție a rigidității și fragilității în pelicule. Ftalatul de dioctil și sebacatul de dioctil, precum și unii plastifianți din poliester, au o bună capacitate de stabilizare. Comportamentul PVC-ului plastifiat în condiții atmosferice este afectat și de tipul de pigment utilizat. Filmele din PVC plastifiate cu ftalat de dioctil își pierd rezistența mecanică mai repede la testele de intemperii atunci când se adaugă pigment verde decât filmele care conțin pigment maro. Când plastifiantul este oxidat, apare un miros neplăcut ca urmare a activității catalitice a diferiților pigmenți.

Îmbătrânirea termică a polimerilor se studiază prin compoziția produselor de degradare prin metoda spectrală folosind condiții izoterme (pierderea în greutate se determină cu ajutorul balanțelor elastice în vid, apoi se face diferențierea în funcție de viteza de degradare), sau prin metode derivatografice.

stabilizatori din PVC

Sarcina stabilizării este de a păstra proprietățile originale ale materialelor polimerice în timpul proceselor de îmbătrânire. În principiu, polimerii pot fi stabilizați în două moduri: prin introducerea de stabilizatori și prin modificarea PM prin metode fizice și chimice.

În practică, la alegerea stabilizatorilor, pe lângă eficiență, se țin cont și de alte proprietăți: compatibilitatea cu polimerul (compatibilitatea insuficientă duce la separarea fazelor - exudarea stabilizatorului), volatilitate și extractibilitate, capacitate de colorare, miros, toxicitate, economie. . În plus, stabilizatorii afectează modurile tehnologice de prelucrare și caracteristicile de performanță ale produselor finite.

Principalele procese distructive în compozițiile PVC

Dehidroclorurare

Principala cerință impusă de tehnologi stabilizatorilor din PVC este legarea clorurii de hidrogen, care se desprinde în timpul distrugerii (reacție de dehidroclorurare). Polimerizarea clorurii de vinil favorizează formarea de molecule liniare suficient de stabile, dar în urma reacțiilor finale se formează și carbonul terțiar, din cauza dismutării, și grupările olefinice finale. Aceste grupe terminale sunt cele mai instabile, ele acționează ca centre activi ai lanțului polimeric și, în prezența unei anumite energii de activare, contribuie la formarea primei molecule. de acid clorhidric. După izolarea acestei molecule, restul structurii are un carbon foarte activ la poziția alil, ceea ce asigură continuarea reacției. Formarea de structuri polienice mai lungi de șase legături duble are ca rezultat o schimbare de culoare tipică produselor nesaturate, cum ar fi carotenul C40 H56.

Oxidare

La aceeași temperatură, eliberarea acidului clorhidric este mai mare într-un mediu oxidant decât într-unul inert. În acest caz, o anumită saturație a polimerului duce la apariția unei reacții de oxidare la pozițiile alil, în urma căreia instabilitatea polimerului crește datorită formării grupărilor carboxil. Procesul de oxidare poate fi realizat în diferite moduri, de exemplu, prin formarea intermediară de peroxizi sau hidroperoxizi ciclici, dar în toate cazurile, oxidarea duce la formarea structurilor cetonice polienice. Recent, a fost investigat efectul autocatalitic al acidului clorhidric într-un mediu oxidant și inert. Acest fenomen poate fi explicat prin formarea diclorurilor de fier, care sunt ele însele catalizatori energetici pentru reacțiile de oxidare la temperaturi ridicate (diclorurile de fier se formează ca urmare a reacției acidului clorhidric cu fierul din pereții echipamentului). Alegerea stabilizatorului corect depinde de criterii economice și de condițiile de utilizare a produsului final (este necesar să se țină cont de toxicitate, prezența surselor de lumină, caracteristicile organoleptice etc.). Stabilizatorii sunt adăugați în doze relativ mici, deoarece efectul stabilizatorilor ca inhibitori ai reacției este foarte eficient în comparație cu influența raportului stoichiometric al substanțelor care participă la reacție.

Stabilizatorii trebuie să fie compatibili cu PVC și să nu afecteze culoarea produsului final, în plus, stabilizatorii trebuie să lipsească volatileși miros.

Dintre numeroasele tipuri diferite de stabilizatori, derivații organici de staniu, sărurile organice ale metalelor și semistabilizatorii epoxidici sunt discutați mai jos.

Toate tipurile de compuși enumerate mai sus reacționează la HCI, dar legarea HCI, sarcina centrală a stabilizării, nu epuizează toate cerințele practice. Un stabilizator PVC ideal ar trebui să îndeplinească următoarele funcții: lega HCl eliberat, inhibă (încetinește) reacția de oxidare, reticulare, proteja legăturile duble din lanțurile din PVC, absorb radiația ultravioletă. Implementarea tuturor acestor funcții se realizează prin utilizarea unui amestec de stabilizatori (stabilizatori complexi). Trebuie remarcat faptul că utilizarea a două tipuri de stabilizatori selectați corespunzător în combinație cu lubrifianți nu dă un efect total simplu, ci de multe ori mai mare decât fiecare dintre ei separat.

Una dintre caracteristicile prelucrării PVC este că singurii stabilizatori cu adevărat eficienți sunt compușii metale grele. Toate aceste substanțe sunt toxice într-o măsură mai mare sau mai mică. Posibilitatea utilizării lor în PM în contact cu produsele alimentare și în sistemele menajere de alimentare cu apă potabilă este decisă la nivelul Ministerului Sănătății și a legislației naționale.

Tipuri de stabilizatori:

a) stabilizatori pe bază de plumb
Sistemele pe bază de plumb au fost primele sisteme utilizate în industria materialelor plastice. Aceste sisteme asigură stabilitate pe termen lung, sunt durabile, ieftine, dar au și dezavantaje: este imposibil să se obțină produse transparente la utilizarea lor, iar aceste sisteme sunt toxice. Acestea includ: sulfat de plumb 3-bazic - un stabilizator termic pe termen lung, stearat de plumb 2-bazic și fosfit de plumb dibazic. Ambele sunt folosite ca stabilizatori de lumină și de căldură. Ele sunt întotdeauna folosite în combinații care includ stearat de calciu ca lubrifiant.

b) stabilizatori pe bază de calciu şi zinc
Calciul și zincul sunt folosite ca stabilizatori în materialele de ambalare. Produse alimentare, adică produse care trebuie să aibă indicatori de calitate organoleptici înalți. Stabilizarea termică este asigurată datorită acțiunii sinergice a două componente: zincul are un efect pe termen scurt, calciul are un efect pe termen lung. Se mai folosesc octoati de zinc (lichide), stearati de calciu, dar nu sunt la fel de eficienti. Sunt necesari semistabilizatori adecvați (ulei de soia).

c) stabilizatori pe bază de compuşi organostanici
Aceste conexiuni sunt universale. Dezavantajul este costul ridicat. Ele stabilizează bine toate tipurile de PVC. Substanțele organostanice care conțin sulf sunt stabilizatori termici extrem de importanți. Sunt folosite pentru a stabiliza produse PVC rigide transparente incolore, în principal filme, plăci, a căror prelucrare necesită temperaturi ridicate. Compușii fără sulf sunt eficienți ca stabilizatori de lumină și sunt inodori.

d) stabilizatori auxiliari epoxidici
Ele sunt utilizate în principal ca sinergiști în amestecuri cu săpunuri metalice pentru a crește rezistența la lumină. În plus, cresc caracteristicile de plasticitate.

Antioxidanți

Antioxidanții fenolici, cum ar fi defenilolpropanul, acționează ca stabilizatori de lumină și previn, de asemenea, oxidarea plastifianților.

Eficacitatea stabilizării este determinată de următorii patru factori: stabilitatea inerentă a polimerului, formularea, metoda de prelucrare și domeniul de aplicare al produsului finit. Stabilitatea inerentă a polimerului este determinată de structura moleculară a polimerului (greutatea moleculară și distribuția greutății moleculare, prezența structurilor ramificate, grupările terminale, grupările care conțin oxigen, componentele polimerizabile), precum și prezența impurităților. În cea mai mare parte (cu excepția structurii copolimerului), caracteristicile structurilor moleculare și ale impurităților rămân necunoscute, cu toate acestea, metoda de obținere a polimerului determină în mare măsură stabilitatea acestuia.

Emulsie PVC conține reziduuri de emulgator (săpunuri și sulfonați), catalizator (persulfat de amoniu, bisulfat de sodiu) și substanțe tampon (fosfat de sodiu). Suspensie PVC conține cantități semnificative de substanțe introduse în timpul polimerizării, precum coloizi de protecție (alcool polivinilic) și reziduuri de catalizator (peroxid de lauroil). Polimerizarea în vrac are ca rezultat cel mai pur polimer fără reziduuri de catalizator. Substantele auxiliare inrautatesc transparenta, rezistenta la apa, proprietatile izolante si stabilitatea PVC-ului in emulsie in comparatie cu PVC-ul suspensie.

Stabilitatea PVCului depinde și de condițiile de polimerizare (presiune, temperatură etc.) și de aditivii auxiliari utilizați. Acum se stăpânește producția de PVC cu o stabilitate dată.

In conditii Productie PVC i se adaugă stabilizatori care conțin bariu, cadmiu, staniu. Atunci când procesați astfel de PVC în produse specifice (filme, țevi), este necesar să știți cu siguranță cum și în ce măsură sunt deja stabilizate pentru a lua o decizie privind stabilizarea ulterioară. Influența formulării asupra efectului de stabilizare depinde în principal de plastifiant.

Ftalații și plastifianții poliester utilizați în mod obișnuit nu au aproape niciun efect asupra stabilității PVC-ului, în timp ce fosfiții și parafinele clorurate degradează rezistența la căldură și lumină. Rezistența la lumină este îmbunătățită în prezența ftalatului de di-2-etil-hexil. S-a stabilit că o mică adăugare de 2-etilhexildifenil fosfat la di-2-etilhexil ftalat (DOP) plastifiant utilizat pe scară largă îmbunătățește semnificativ rezistența la intemperii a PVC-ului plastifiat, în special a filmelor subțiri ale unor astfel de compoziții de PVC. Rezistența optimă la lumină și căldură poate fi obținută prin adăugarea de 10% compuși epoxidici la formulare.

Alți modificatori

Umpluturi

Alte componente ale formulării care uneori necesită o stabilizare specială sunt umpluturile și pigmenții. De exemplu, alumina, datorită proprietăților sale dielectrice bune, este adesea folosită pentru materialele izolante, iar azbestul, datorită termoizolației, pentru pardoseli (plăci din vinil azbest). Există o varietate de materiale de umplutură care diferă în ceea ce privește dimensiunea și forma particulelor, metoda de producție și tratamentul de suprafață.

Materialele de umplutură reduc costul compoziției, dar, în același timp, scad rezistența la tracțiune, elasticitatea și rezistența la abraziune. Umpluturile cu particule mai mari de 3 µm provoacă uzura echipamentului de procesare. În Ucraina, în țările CSI și Europa de Vest, creta naturală este folosită ca umplutură în cantitate de până la 2%, în Italia se folosesc umpluturi pe bază de dioxid de siliciu cu particule mici în cantitate de 0,5-3%.

Lubrifianți

Pe lângă stabilizarea eficientă și corectă, lubrifiantul potrivit este important, care este conceput pentru a reduce frecarea dintre particule în timpul procesării.

Principiul de funcționare al lubrifiantului este că se introduc molecule între lanțurile polimerice de clorură de polivinil, care au o anumită polaritate și pot reduce forțele atractive dintre lanțurile în sine. În locul acestor forțe de atracție, există forțe de atractivitate slabe între moleculele de polimer și moleculele de lubrifiant (motivul rigidității PVC-ului este polaritatea atomilor de clor și hidrogen).

Datorita lubrifierii, se reduce posibilitatea de supraincalzire a materialului din cauza frecarii si se asigura o distributie mai uniforma a caldurii in masa PVC, iar vascozitatea PVC-ului scade. Lubrifianții, în funcție de combinația cu PVC, pot fi externi și interni. Lubrifianții interni au polaritate suficientă și sunt bine combinați cu PVC. În plus, reduc vâscozitatea PVC-ului din topitură. Exemple de astfel de lubrifianți: esteri de acizi grași, acid stearic, ozocherit. Doza utilizată: 1-3%. Lubrifianții externi au polaritate insuficientă și, prin urmare, nu se amestecă bine cu PVC. Ele ies și reduc frecarea dintre topitura polimerului și suprafețele metalice ale echipamentului de prelucrare și a instrumentului de formare. Folosit în doze: 0,1-0,4%.

Exemplu de lubrifianți externi: ceară de polietilenă.

Probleme în producția de compuși PVC

Compușii PVC sunt utilizați pe scară largă în industria încălțămintei. Sunt folosite pentru a face încălțăminte pentru gama de primăvară/vară, cum ar fi tălpi pantofilor casual, pantofi de mers și saboți, pantofi de plajă, pantofi sport ieftini, papuci de interior, tălpi și fețe de cizme de cauciuc pentru diverse scopuri. Există și alte utilizări pentru PVC în industria încălțămintei.

Diverse companii sunt angajate în producția de pantofi folosind PVC - atât întreprinderi mari dotate cu echipamente moderne, cât și comercianți privați care au organizat turnarea tălpilor și cusut papuci în „garaje”. Uneori se folosește turnarea dintr-o „încărcare” pulbere (un amestec de PVC, DOP și alți aditivi), ceea ce duce la produse de proastă calitate.

În conformitate cu nevoile unei astfel de piețe „pestrițe”, se produc compuși din plastic de diferite scopuri și calitate. În prezent, piața compușilor din plastic PVC este destul de saturată. Pe lângă întreprinderile dotate cu echipamente specializate de amestecare, au apărut mici firme artizanale dotate cu echipamente necorespunzătoare. Pe lângă firmele rusești, pe piață au intrat recent și producători străini, ceea ce duce la o creștere suplimentară a concurenței. De obicei, concurența ridicată duce la creșterea calității produselor și la scăderea nivelului prețurilor. Din păcate, pe piața rusă a compușilor PVC, concurența și reducerea prețului cauzată de aceasta este adesea însoțită de o scădere a calității produsului. Producătorii atât de compuși plastici, cât și de încălțăminte vor reduce calitatea, mai ales în sectoarele cele mai puțin responsabile de pantofi ieftini „cu un ciclu de viață scurt” - papuci, pantofi de vară etc. În cele din urmă, consumatorul care cumpără pantofi de calitate necorespunzătoare pierde . Cu toate acestea, având în vedere puterea de cumpărare limitată a majorității consumatorilor de încălțăminte din PVC, producția de compuși din plastic de calitate scăzută va continua (din păcate).