X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Поливинилхлорид (ПВХ) [ - CH2 - CHCI - ], является одним из наиболее важных среди представителей пластмасс. Главным образом ПВХ зарекомендовал себя в строительстве, в силу своих физико – механических характеристик. Из него делают трубы, фитинги, пленки, листы, пенопласты.

Одним из направлений рассмотренных является получение пенополивинилхлорида. Из существующих способов пенополивинилхлорид можно получить в порошке, в пластизоле, каландрованием. Рассмотрим процесс получения жесткого пенопласта на основе пенополивинилхлорида в порошке. Процесс состоит из следующих стадий: приготовление прессовочных композиций, прессование, вспенивание заготовки, обрезка и упаковка.

В шаровую мельницу 1 загружают эмульсионный поливинилхлорид, бикарбонат натрия, карбонат аммония, раствор динитрила азобисизомасляной кислоты (порофор ЧХЗ-57) в ММА и перемешивают при 45 °С в течение 18—20 ч. Основным компонентом смеси является ПВХ, ЧХЗ – 57 (порофор) играет роль газообразователя в системе. Порофор – это химические соединения, которые при нагревании разлагаются, выделяя углекислый газ, вспенивающий полимер. Для изделий, у которых прочность не имеет решающего значения (например тепло- или звукоизоляционные материалы), пористая структура дает значительную экономию материала. Натрия бикарбонат (SBC) – неорганический вспениватель, который разлагается, выделяя в качестве основного газа диоксид углерода и воду [2]. Ниже приведены технология получения жесткого пенополивинилхлорида (рисунок 1) и нормы загрузки компонентов (масс. ч.) (таблица 1):

Рисунок 1 Схема производства плиточного жесткого пенополивинилхлорида:

1 – шаровая мельница; 2 – циклон; 3 – вибросито; 4 – промежуточная емкость; 5 – пресс; 6 – камера вспенивания.

Таблица 1 Нормы загрузки компонентов.

Компонент	Масс. ч.
ПВХ эмульсионный	100
ММА	25-28
Порофор	0,8— 1,0
Карбонат аммония	10—16
Бикарбонат натрия	8

В процессе смешения в рубашку мельницы подают воду для Охлаждения смеси до заданной температуры.

Композицию выгружают в циклон 2, а затем на вибросито 3. Для получения монолитных заготовок просеянную композицию из емкости 4 прессуют в металлических пресс-формах, установленных на плитах гидравлического пресса 5, при 160—170°С и давлении 18—30 МПа. Продолжительность выдержки зависит от толщины плиты. Примерно 1 мин на 1 мм толщины плиты. При прессовании сначала происходит плавление полимера и разложение газообразователя. Поскольку при этом давление образующихся газов несколько ниже давления прессования, при охлаждении пресс-форм до 15 - 20 °С газы остаются в твердом полимере. Извлеченные из пресс-формы заготовки подают в камеры вспенивания 6 для получения плит пенопласта. Вспенивание проводится в атмосфере насыщенного пара или горячего воздуха при 98-100°С в течение 1—2 ч. Коэффициент вспенивания 2,6. После достижения заданных размеров плиты пенопласта охлаждают, а затем обрезают по краям.

Недостатки прессового метода (громоздкость оборудования, трудоемкость), а также низкая формоустойчивость пенопластов.

Существуют и другие методы получения ППВХ. Например вспенивание под действием газов, выделяющихся при взаимодействии изоцианата с водой. Композицию состоящую из ПВХ-смолы, трикрезилфосфата, диазоцианата и малеинового ангидрида смешивают и прессуют при 180 – 200 ^оС. В процессе прессования происходит сополимеризация мономера и ангидрида, полученная заготовка подвспенивается в форме, а окончательно вспенивается в водяной бане при 90 ^оС. Трехмерная структура формируется в процессе окончательного вспенивания за счет протекания двух последовательных реакций: изоцианата с водой (образуются амин и СО₂) и ангидрида с амином (образуется амин и вода). Получившийся продукт обладает повышенной теплостойкостью и имеет плотность 50 – 70 кг/м³.

Пенополивинилхлорид обладает высокой химической стойкостью, более огнестоек, чем все другие пенотермопласты. Открытоячеистые пенопласты обладают исключительно высоким коэффициентом звукопоглощения на всех частотах. Закрытоячеистые пенопласты характеризуются низким водопоглощением и высокой водостойкостью [1, 3, 4].

Вывод: В результате проведенного обзора были рассмотрены способы получения жесткого пенополивинилхлорида прессовым и беспрессовым методом. Получение данного пенопласта наиболее важно в таких областях как строительство и судостроение.

Список литературы

Николаев А.Ф. Технология пластических масс/ Николаев А. Ф.; Изд-во «Химия» - Ленинград, 1977. – 368 с.

Химические вспениватели порофоры: [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://polimers.at.ua/publ/khimicheskie_vspenivateli_porofory/1-1-0-199/, свободный Загл. с экрана

Зильберман Е.Н. Получение и свойства поливинилхлорида/ Зильберман Е.Н.; М., «Химия», 1969. – 432 с.

Штаркман Б.П. Пластификация поливинилхлорида/ Штаркман Б.П.; М., «Химия», 1975. – 248 с.

Код для цитирования: Скопировать