Непластифицированный поливинилхлорид¶

НПВХ (непластифицированный поливинилхлорид, также «винипласт», «жёсткий ПВХ», англ. uPVC) — разновидность поливинилхлорида, в состав которой не входят пластификаторы. Представляет собой жёсткий, прочный и химически стойкий термопласт, получаемый полимеризацией винилхлорида с последующей переработкой без добавления мягчителей. Именно отсутствие пластификаторов придаёт материалу жёсткость, устойчивость к ультрафиолету и долговечность, отличающие его от обычного пластифицированного ПВХ.

¶Состав и получение

Основу НПВХ составляет полимер винилхлорида — продукт полимеризации мономера CH₂=CHCl. В чистом виде полимер термически нестабилен и перерабатывается с трудом, поэтому в композицию вводят добавки:

• термостабилизаторы (соли свинца, кальций-цинковые, оловоорганические соединения), препятствующие разложению при нагреве;
• смазки, облегчающие формование;
• наполнители (мел, тальк) для удешевления;
• пигменты, чаще всего диоксид титана для белого цвета;
• модификаторы ударной вязкости (например, хлорированный полиэтилен).

Ключевое отличие от пластифицированного ПВХ — отсутствие фталатов и других пластификаторов, доля которых в мягком ПВХ достигает 30–50 %. Полимеризацию проводят суспензионным, эмульсионным или массовым методом; для НПВХ преимущественно используют суспензионный способ.

¶Свойства

НПВХ обладает набором характеристик, определяющих его применение:

Материал стоек к кислотам, щелочам, растворам солей, спиртам и маслам, но разрушается под действием концентрированных ароматических углеводородов, кетонов и сложных эфиров. Он не проводит электрический ток, что делает его пригодным для электроизоляции. К достоинствам относят также устойчивость к атмосферным воздействиям и УФ-излучению, благодаря чему изделия сохраняют цвет и форму десятилетиями.

¶История

Поливинилхлорид был впервые получен в лаборатории ещё в 1872 году немецким химиком Ойгеном Бауманом, однако промышленное применение началось лишь в 1920–1930-е годы, когда были найдены способы стабилизации полимера. В СССР жёсткий ПВХ под названием «винипласт» выпускался с середины XX века и широко использовался в химической промышленности для изготовления труб, ёмкостей и облицовки. Массовое распространение НПВХ в строительстве началось в 1960–1970-е годы с появлением оконных профилей и напорных труб.

¶Применение

Благодаря сочетанию прочности, химической стойкости и долговечности НПВХ занял устойчивую нишу в ряде отраслей.

¶Строительство

Основная сфера — оконные, дверные и фасадные профили. Современные пластиковые окна в большинстве случаев изготовлены именно из НПВХ, а не из мягкого ПВХ. Из него делают также подоконники, откосы, панели, сайдинг, кабель-каналы и плинтусы.

¶Трубопроводы

Напорные и безнапорные трубы из НПВХ применяют для водоснабжения, канализации, водоотведения и транспортировки агрессивных сред. Трубы соединяются раструбным способом с клеевым или резиновым уплотнением, что упрощает монтаж.

¶Промышленность и электротехника

Материал идёт на изготовление химической аппаратуры, вентиляционных систем, гальванических ванн, а также изоляции проводов и кабелей, корпусов электроустановочных изделий.

¶Медицина и быт

Из НПВХ производят некоторые виды медицинских трубок, детали оборудования, а также элементы мебели и сантехники.

¶Технологии переработки

Основные методы переработки НПВХ — экструзия (профили, трубы, листы, плёнки) и литьё под давлением (фитинги, детали). Реже применяют каландрование для получения листовых материалов и прессование. Из-за высокой вязкости расплава и склонности к термодеструкции переработка требует тщательного подбора температурного режима и стабилизирующих добавок. Сварка и склейка изделий из НПВХ выполняются специальными составами и методами (горячий воздух, экструзионная сварка).

¶Экологические аспекты и критика

НПВХ относится к трудно перерабатываемым пластикам. При горении или неконтролируемом нагреве он выделяет хлороводород и может образовывать диоксины, что требует специальных условий утилизации. В ряде стран обсуждаются ограничения на использование ПВХ в упаковке и некоторых потребительских товарах. Вместе с тем длительный срок службы изделий (30–50 лет и более) снижает совокупную нагрузку на окружающую среду. Производство НПВХ связано с использованием винилхлорида — вещества, отнесённого к канцерогенам, что предъявляет повышенные требования к промышленной безопасности.

¶Рынок и производство в России

Россия располагает собственным производством ПВХ: крупнейшие мощности сосредоточены на предприятиях в Кемеровской, Нижегородской, Волгоградской областях и в Татарстане. НПВХ-профили и трубы выпускают как российские заводы, так и предприятия с иностранным участием. Спрос на материал устойчиво связан со строительным сектором и программами модернизации коммунальной инфраструктуры.

¶Отличия от других материалов

По сравнению с металлом НПВХ не корродирует и легче, но уступает в прочности и термостойкости. По сравнению с полипропиленом он жёстче и лучше держит форму, но менее стоек к высоким температурам. По сравнению с полиэтиленом обладает большей прочностью и химической стойкостью, однако дороже и сложнее в переработке.

Источники: техническая документация по поливинилхлориду, отраслевые справочники по полимерам, материалы по переработке пластмасс, обзоры рынка полимерных материалов.