|
ВВЕДЕНИЕ
Поливинилхлорид (ПВХ) относится к старейшим искусственным мате-риалам. Впервые поливинилхлорид был получен в лабораторных условиях в 1835 году французским горным инженером и химиком Анри Виктором Реньо, который, получив раствор винилхлорида, случайно обнаружил, что по истече-нии некоторого времени в пробирке образовался белый порошок. В 1878 году продукт полимеризации винилхлорида впервые был исследован более подроб-но, но результаты исследований так и не стали достоянием промышленности. Только в 1913 году немецкий ученый Фриц Клатте получил первый патент на производство ПВХ. Он предполагал использовать трудно воспламеняемый по-ливинилхлорид вместо легко воспламеняемого целлулоида. Начавшаяся Первая мировая война помешала исследованиям. Производство ПВХ в крупных мас-штабах началось в 30-е годы в Германии. В это же время успешные разработки в этой области были проведены в США и Англии. После окончания Второй ми-ровой войны поливинилхлорид стал самым массовым материалом для изготов-ления труб, профилей, покрытий для пола, оконных рам, кабельной изоляции и множества других пластмассовых изделий. ПВХ вытеснил те материалы, кото-рые уступали ему по своим техническим свойствам.
По разнообразию способов переработки и применения ПВХ превосходит все остальные искусственные материалы. По своему химическому составу по-ливинилхлорид относится к группе термопластов, для которых характерно бы-строе снижение механических свойств при повышении температуры, обуслов-ленное линейным строением молекул полимера и их малой связью друг с дру-гом, снижающейся при нагревании.
Стоит также отметить, что поливинилхлорид может перерабатываться пять раз без потери своих эксплуатационных качеств, что широко реализуется на практике во всем мире.
1. ПРОМЫШЛЕННЫЙ СИНТЕЗ И СТРУКТУРА
ПОЛИВИЛХЛОРИДА
Получают поливинилхлорид полимеризацией винилхлорида[1].
Скорость процесса подчиняется кинетическому уравнению для гомоген-ной радикальной полимеризации. Однако поскольку поливинилхлорид не рас-творим в винилхлориде, полимеризация в массе мономера, а также в водной среде носит гетерофазный характер. Из-за низкой подвижности макрорадика-лов в твердой фазе затруднено их взаимодействие и, следовательно, мала ско-рость обрыва полимерной цепи; в то же время константы скорости иницииро-вания и роста цепи остаются такими же, как в гомогенной среде. Поэтому с увеличением количества поливинилхлорида возрастает и общая скорость поли-меризации (автокаталитический процесс). Скорость реакции увеличивается до степени превращения мономера 60-70%, затем начинает уменьшаться из-за его исчерпания. Тепловой эффект реакции 92,18 кДж/моль, энергия активации око-ло 83,80 кДж/моль. Степень полимеризации в значительной, мере зависит от температуры, что объясняется склонностью винилхлорида к реакции передачи цепи. Температура полимеризации оказывает некоторое влияние и на степень кристалличности поливинилхлорида. При температурах от -10 до 200C получа-ют поливинилхлорид с повышенной синдиотактичностью и температурой стек-лования до 1050C.
Поливинилхлорид получают радикальной полимеризацией винилхлорида в присутствии пероксидных или азоинициаторов. В промышленных условиях полимеризацию осуществляют в основном в суспензии (в водной среде), а так-же в массе и в эмульсии [2]. Марочный состав определяется способом получе-ния поливинилхлорида, а также величиной средней молекулярной массы поли-мера, характеризуемой константой Фикентчера КФ, которая рассчитывается по относительной вязкости раствора полимера [7]. У промышленных марок кон-станта Фикентчера изменяется от 50 до 80.
Наибольшее применение в промышленности получил суспензионный ме-тод синтеза поливинилхлорида. Суспензионная полимеризация осуществляется по периодической схеме. Винилхлорид, содержащий 0,02-0,05% по массе ини-циатора (например, динитрил азо-бис-изомасляной кислоты (ДАК), пероксид лаурила (ПЛ), диметилпероксидикарбонат (лиладокс) ), интенсивно перемеши-вают в водной среде, содержащей 0,02-0,05% по массе защитного коллоида (например, метилоксипропилцеллюлоза (МЦ), гидроксипропилметилцеллюло-за, гидроксипропилцеллюлоза, поливиниловый спирт). Смесь нагревают до 45-
|
|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Макромолекулярные синтезы / под ред. А.Н. Коста. - М.: Мир, 1966. - В. 1. - С. 61 - 64.
2. Ульянов, В.М. Поливинилхлорид / В.М. Ульянов, Э.П. Рыбкин, А.Д. Гуткович, Г.А. Пишин. - М.: Химия, 1992. - 288 с.
3. Лачинов, М.Б. Методические разработки к практическим работам посинтезу высокомолекулярных соединений / М.Б. Лачинов, Е.В. Черникова; под ред. В.П. Шибаева. - М.: МГУ, 2002. - Ч.1. - С. 9 - 16.
4. Odian, G. Principles of polymerization / G. Odian. - New York: Wiley-Interscience, 2004. - P. 304 - 306.
5. Лосев, И.П. Химия синтетических полимеров / И.П. Лосев, Е.Б. Тростянская. - М.: Химия, 1971. - С.74 - 117, 333 - 339.
6. Стрепихеев, А.А. Основы химии высокомолекулярных соединений / А.А. Стрепихеев, В.А. Деревицкая. - М.: Химия, 1976. - С. 231 - 233, 276 - 278.
7. Энциклопедия полимеров: в 3 т. / под ред. В.А. Каргина. - М.: Со-ветская энциклопедия, 1972. - Т.1. - С. 442 - 454.
8. Encyclopedia of PVC: in 4 v. / ed. by L. J. Nass, C.A. Heiberger. - New York: - CRC Press, 1986. - V.1. - 720 p.
9. Машины для изготовления профиля и окон Technoplast [Электрон-ный ресурс] / Technoplast. - Москва, 2001. - Режим доступа: http://www.technoplast.ru. - Дата доступа: 01.11.2008.
|
На уровень вверх
Купить