Свойства и применение поливинилхлоридных пластмасс

ПВХ является аморфным термопластичным полимером со слабой регулярностью. Полимер обладает значительной полидисперсностью: степень полимеризации его фракций колеблется в пределах 100-2500. Молекулярная масса промышленных марок составляет 40 000-150 000.

ПВХ растворяется в хлорированных углеводородах, смеси ацетона с бензолом, диоксане, циклогексаноне, метилэтилкетоне и др. Растворимость полимера уменьшается с повышением молекулярной массы.

При нагревании выше 140°С начинается разложение ПВХ, сопровождающееся выделением хлористого водорода, что затрудняет его переработку, так как температура текучести полимера равна 150-160°С. Переработка ПВХ производится при 140-180°С. Разложение полимера сопровождается изменением окраски (от желтой до коричневой) и ухудшением растворимости. ПВХ изменяется также под действием света («стареет»). Причиной изменения окраски ПВХ следует считать появление сопряженных двойных связей в цепях макромолекул:

Физико-механические свойства ПВХ в результате деструкции ухудшаются: возрастает хрупкость, уменьшается относительное удлинение при разрыве. Термостабильность ПВХ удается повысить, вводя специальные вещества — стабилизаторы, способные на определенный срок замедлить или предотвратить разложение полимера.

Все стабилизаторы по их действию можно разделить на четыре группы. К первой группе относятся вещества, которые адсорбируют выделяющийся хлористый водород и таким образом предотвращают его каталитическое действие. Вторая группа включает нейтрализующие вещества, вступающие в химическое взаимодействие с выделяющимся хлористым водородом, а третья и четвертая группы состоят из веществ, предотвращающих действие кислорода и ультрафиолетового света на ПВХ.

Наиболее важны неорганические и металлорганические вещества, которые, являясь термостабилизаторами, предохраняют ПВХ от разложения в условиях переработки при повышенных температурах. Они также способствуют более длительному сохранению свойств материала при эксплуатации изделий. Из неорганических стабилизаторов наиболее известны фосфит свинца РbНРО₃, карбонат свинца РbСО₃, основной карбонат свинца 2РbСО₃ • Рb(ОН)₂, свинцовый глет РbО, свинцовый сурик Рb₃О₄, карбонат натрия Na₂CO₃, силикаты натрия Na₂SiO₃ и свинца PbSiO₃, фосфаты натрия Na₃PO₄, Na₂HPO₄, NaH₂PO₄. К металлорганическим соединениям, применяемым в качестве стабилизаторов — акцепторов хлористого водорода, относятся соли жирных кислот: кальциевые, стронциевые, магниевые, цинковые, свинцовые, кадмиевые и бариевые.

Органические стабилизаторы включают меламин, производные мочевины и тио- мочевины, эпоксисоединения и т. п.

Эффективность стабилизаторов зависит от их дисперсности (чем больше активная поверхность, тем сильнее стабилизирующее действие), от тщательности распределения в массе полимера и от присутствия в композиции других компонентов.

Опыт применения различных стабилизаторов показал, что единичный стабилизатор не может быть экономически и технически удовлетворительным для всех условий переработки полимера и эксплуатации изделий. Поэтому применяется смесь различных стабилизаторов. Так, термостабилизаторы обычно совмещают со светостабилизаторами (метил-, фенил- или β-бутоксиэтилсалицилатом), которые поглощают ультрафиолетовые лучи. Повышению светостойкости ПВХ способствуют также оловоорганические соединения (дибутилдилауратолова, дибутилмалеинатолова и др.).