Состав пвх: Что такое ПВХ?

Состав пластиковых окон. Что входит и что ПВХ окно выделяет при горении

На сегодняшний день у российского потребителя именно окна из пластика пользуются наибольшим спросом. Наряду с привлекательным внешним видом, данные изделия сочетают в себе такие качества как: отменная тепло- и звукоизоляция, превосходная защита от надоедливых насекомых, удобная эксплуатация и еще ряд других, менее значимых особенностей.

Конструкция современного окна, не обходится без стеклопакетов, которые, к слову сказать, могут быть разных типов, а также без профиля, служащего в качестве каркаса. В пластиковых окнах профиль состоит из поливинилхлорида (ПВХ) – порошкообразного пластика, спрессованного в заводских условиях до нужной формы, размеров и необходимой прочности. Состав поливинилхлорида и рассмотрим в данной статье.

Что входит в состав пластикового окна.

Технология производства пластикового профиля не может обойтись без ряда специальных добавок, придающих составу готовой конструкции прочность, требуемое качество поверхности, определенный цвет, устойчивость к продолжительному воздействию солнечных лучей и т. п. Состав ПВХ окон содержит:

• модификаторы;
• стабилизаторы;
• вспомогательные добавки;
• различные красящие вещества.

Говоря об ингредиентах, добавляемых в порошкообразный ПВХ, стоит сказать, что в нашей стране чаще всего используются два их вида: соли свинца и соли стеариновой кислоты. В состав первой входит трехосновной сульфат свинца, вторая заключает в себе сочетание стеаратов цинка, кальция, свинца, бария и кадмия.

Вследствие того, что ПВХ материал, используемый для производства профиля пластикового окна, довольно крепок, нелетучие вещества, которыми наделены добавляемые стабилизаторы, не могут сами по себе «вырваться наружу». При соблюдении условий эксплуатации окон, удел нахождения таких веществ – исключительно лишь в составе профиля.

Теперь несколько слов о соединениях свинца, содержащегося в поливинилхлориде. Карбонат свинца или фосфид свинца играют роль стабилизаторов ПВХ-полимера. Их самопроизвольное выделение из материала блокируется наличием в нем токсичного хлороводорода — вещества, связывающего способность карбоната или фосфида свинца «уходить» в окружающую среду .

Помимо двух вышеперечисленных соединений, существуют и ряд других, задача которых сводится к поглощению ультрафиолетовых лучей. Успешное решение вопросов, связанных с преодолением последствий чрезмерной солнечной активности напрямую отражается на сроке эксплуатации пластикового окна – он становится больше.

Стабилизаторы, содержащиеся в составе профиля конструкции, могут

нанести вред здоровью человека лишь в двух случаях: при попадании раскрошенного пластика в организм (вместе с едой), либо при вдыхании паров полимера, нагретого до высоких температур (при утилизации).

Поведение ПВХ под воздействием высоких температур.

По своим свойствам поливинилхлорид относится к группе материалов, мало подверженных возгоранию. Судите сами: температура воспламенения древесины составляет 210-270 градусов, ПВХ же начинает гореть при достижении им температурой отметки в 330-400 градусов Цельсия.

[tip]Важно! Интересный факт: горение ПВХ материала происходит исключительно под воздействием открытого огня. Если же такой источник отсутствует, то будет происходить лишь оплавление поливинилхлорида, без поддержания процесса его горения.[/tip]

При нормальных условиях, когда окружающая температура находится до 50-55 градусов, выделение токсичных веществ (диоксинов и фталатов) из ПВХ сведено на нет.

Вышеперечисленные элементы начинают выделяться лишь при достижении температурой довольно высоких отметок, начиная от 220 градусов Цельсия. Поэтому в обычной жизни при стандартных условиях эксплуатации пластикового окна, состав ПВХ материала полностью безвреден.

Теперь давайте коснемся того, что выделяют пластиковые окна при пожаре, случившемся в помещении. Основные вещества, выделяемые в воздух при возгорании ПВХ следующие:

• водяной пар;
• моноксид;
• диоксид углерода;
• хлороводород.

Последний из перечисленных элементов при горении выделяет характерный запах, говорящий о том, что горит пластмасса. При взаимодействии хлороводорода с водяным паром образуется соляная кислота. К слову сказать, соляной кислоты при таком уровне пожара от пластикового окна выделяется ничтожно малое количество, а потому вред, наносимый ею человеческому организму – минимален.

Выделяемые при возгорании моноксид и диоксид углерода, безусловно, представляют серьезную опасность для человека, однако и угарный газ, образующийся в результате горения дерева, также чрезвычайно опасен.

Получается, что пластик, в котором содержатся различные опасные вещества, может оказывать отрицательное воздействие на здоровье лишь в случае его непосредственного попадания в организм человека, что в повседневной жизни фактически произойти не может.

---

 

что это за материал, состав, виды, свойства, преимущества и недостатки

Прочная, водостойкая ткань ПВХ считается многофункциональной. Из нее производят наружную рекламу, лодки, защитные тенты. Выпускают из нее скатерти, шторы, салфетки.

Содержание

1. ПВХ что это за материал
2. Состав
3. Виды и их свойства
4. Преимущества
5. Недостатки
6. Область применения
7. Уход

ПВХ что это за материал

ПВХ ткань – смесовой материал, получаемый из синтетических волокон с последующим нанесением на них поливинилхлорида. Именно название этого соединения скрыто за аббревиатурой ПВХ.

Что такое ПВХ (PVC) – бесцветный, прозрачный, термоустойчивый полимер винилхлорида. Он стоек к воздействию кислот, щелочей, минеральных масел. В чистом виде полимер не горит на открытом воздухе. Но пластмассы и ткани из него в зависимости от других компонентов состава могут гореть. При этом выделяется токсичный и опасный для человека хлористый водород.

Поливинилхлорид был получен во Франции в 1835 году Анри Реньо. Ученый не смог дать описание новому веществу, полученному в ходе случайных экспериментов, и о нем благополучно забыли.

К исследованиям вещества вернулись в 1873 году. Но применения его свойствам не было найдено. О поливинилхлориде забыли еще на 40 лет.

В 1913 году немецкий химик Фриц Клатте запатентовал поливинилхлорид. Но производство так и не было налажено из-за Первой мировой войны.

В 1926 году американский химик Уолдо Симон предложил производить из поливинилхлорида занавески для ванных комнат. Их начали производить уже в 1931 году.

Уже через 15 лет новый материал нашел применение в различных отраслях промышленности. Он не теряет свои позиции и в XXI веке.

Состав

В состав ПВХ ткани входят синтетические волокна: нейлон, полиэстер реже лавсан. Из них ткут основу, на которую наносят поливинилхлорид.

Существует несколько технологий производства ПВХ материалов:

• литье. Под воздействием повышенных температур поливинилхлорид вплавляют в тканое полотно. Таким образом, получают более плотные ткани, они не расслаиваются;
• ламинирование. Нити еще до ткацкого процесса покрывают тонким слоем поливинилхлорида. Это самый распространенный метод получения ПВХ материалов.

Поливинилхлорид могут наносить на готовую ткань с одной или двух сторон. Также часть производителей покрывает ткани акриловым лаком. Это повышает грязе- и пылестойкость полотен.

Виды и их свойства

В зависимости от того как нанесен поливинилхлоридный состав материалы делят на односторонние и двухсторонние. По назначению ткани делят на:

• тентовые и палаточные ПВХ ткани. Обычно их производят из полиэстера или нейлона, их смеси. Полотна обладают водоотталкивающими свойствами, хорошо выдерживают разрывные нагрузки. Наиболее востребованы ткани с ПВХ покрытием – Оксфорд, Таффета.
• кромочные ПВХ материалы. Кромочные ленты используются в мебельном производстве. Она защищает детали от повреждения, играет роль декоративного элемента. Ею отделывают мебель из ДСП.
• ПТГ – пленочные материалы из ПВХ трудногорючие, обладают высокими гидроизоляционными характеристиками. Их используют для гидроизоляции полов, труб, железнодорожных вагонов.
• прозрачная ПВХ ткань. Она может быть разной толщины. Из нее изготавливают дождевики, навесы, используют для защиты грузов или как покрытие для временных хранилищ.
• лодочные ткани. Они могут быть армированными, уплотненными. Из них производят лодки, бассейны. Из неукрепленного материала, больше напоминающего пленку, изготавливают надувные круги, нарукавники и прочее.
• баннерные ткани применяются в производстве наружной рекламы, на них легко наносится печать. Полотна не выгорают на солнце, обладают высокой водонепроницаемостью, устойчивы к порывам ветра.

Также материалы из поливинилхлорида могут быть однослойными и многослойными.

Преимущества

К достоинствам изделий из ткани ПВХ относят:

• водостойкость. Они не пропускают влагу, быстро сохнут;
• устойчивость к перепаду температур. Полотнам не страшны ни морозы, ни жара. Диапазон рабочих температур от минус 25°С до +75°С;
• воздухонепроницаемость. Палатки из ПВХ отлично защищают от порывистого ветра;
• стойкость к воздействию Уф-излучения, кислот и других агрессивных веществ;
• эластичность. Из материала легко создать изделия любой формы;
• прочность. Полотна выдерживают большие разрывные нагрузки.

Срок службы поливинилхлоридных тканей до 15 лет.

Главный минус материала его неэкологичность. Ткани полностью не разлагаются, а продукты их распада токсичны. Процесс производства наносит вред окружающей среде. При сжигании материалов вырабатывается хлористый водород – ядовитый газ.

Область применения

Их ПВХ тканей производят различные виды изделий: лодки, навесы, укрывной материал, спецодежду. Изготавливают из нее и бытовые товары (шторы, скатерти).

Читайте также:

Чаще всего ПВХ ткань используется как тентовая, из нее шьют навесы, уличные шатры и палатки, защитные чехлы. Материал обеспечивает хорошую защиту от дождя и ветра, не выгорает на солнце. Он довольно легкий и прочный, что удобно для мобильных сооружений.

Материал используют, как верх для ангаров, временных хранилищ. Из него шьют чехлы для автомобилей, используют для укрытия грузов во время перевозок. Подходит он и для тентов для катеров и лодок, катамаранов.

Из поливинилхлоридных тканей шьют чехлы для мототехники и другого садового инвентаря. Их используют для упаковки садовой мебели на зиму.

Подходят ПВХ ткани для производства лодок, байдарок, надувных бассейнов, спортивных матов и напольных покрытий. Из нее делают рыбацкое снаряжение, детские круги для плаванья и спасательные жилеты.

Из баннерной ПВХ ткани делают материалы для наружной рекламы: растяжки, флаги, баннеры, тенты. На полотно легко наносится фотопечать, оно долго не выцветает.

Используют материал и в бытовых целях. Из ПВХ производят шторы для ванн, занавески для беседок или террас, одноразовые и многоразовые скатерти и салфетки.

Изготавливают из полотен натяжные потолки. Производят из поливинилхлорида напольные покрытия – линолеум.

Материал подходит для изготовления пляжных или дачных зонтов. Его используют для обивки садовых качелей или уличной мебели.

Одежда из ПВХ – это, прежде всего, дождевики, непромокающие плащи для рыбаков и охотников. Из материала изготавливают спецобувь (сапоги, ботинки).

Последние несколько модных сезонов на подиумах можно увидеть не только плащи, но и платья и юбки из поливинилхлорида. Дизайнеры используют его и в производстве туфель и босоножек. Из ПВХ материалов делают подошву и прозрачные вставки.

Изготавливают из ПВХ сумки и рюкзаки. Они могут быть прозрачными или отдаленно напоминать яркоокрашенную лакированную кожу.

Уход

Изделия из ПВХ чистят вручную: протирают мягкой смоченной в мыльном растворе тканью. Машинная стирка под запретом. Хранят текстиль хорошо просушенным и аккуратно свернутыми в отапливаемых помещениях.

Если появилась необходимость склеить изделие, придерживаются следующих правил:

• выбирают специальный полиуретановый клей для тканей ПВХ;
• склеиваемые поверхности обезжиривают с помощью смоченной в ацетоне ткани. Зашкуривать их нельзя, так как клей вступает в реакцию с поливинилхлоридом;
• клей на поверхность наносят равномерно, не должно быть сгустков или проплешин;
• дают ему подсохнуть 5 – 10 минут. Максимальное время выдержки зависит от марки клея и указано на упаковке;
• затем соединяют склеиваемые поверхности.

Обратите внимание на то, какой клей вы выбрали: холодной или горячей реактивации. Если второй вариант скрепляемые детали нагревают до 45°С строительным феном. Также при проведении работ нужно учесть влажность в помещении. Чтобы детали из ПВХ склеились, она не должна превышать 50%.

Изделия из поливинилхлорида можно найти в каждом доме. Они пользуются спросом у потребителей благодаря своим качествам (прочность, долговечность, водостойкость) и невысокой цене.

Уважаемые читатели сайта Tkan. Club, если у вас остались вопросы по этой теме – мы с радостью на них ответим. Оставляйте свои отзывы, комментарии, делитесь историями если имели дело с этим материалом! Ваш жизненный опыт может пригодиться другим читателям.

Свойства ПВХ — Vinidex Pty Ltd

Поливинилхлорид (ПВХ)

Поливинилхлорид представляет собой термопластический материал, состоящий из смолы ПВХ, смешанной с различными пропорциями стабилизаторов, смазочных материалов, наполнителей, пигментов, пластификаторов и технологических добавок. Различные соединения этих ингредиентов были разработаны для получения определенных групп свойств для различных применений. Однако большую часть каждого соединения составляет смола ПВХ.

Технический термин для ПВХ в органической химии – поли(винилхлорид): полимер, т.е. цепные молекулы винилхлорида. Кронштейны не используются в общей литературе, и их название обычно сокращается до PVC. Там, где обсуждение относится к конкретному типу труб из ПВХ, этот тип будет четко указан, как подробно описано ниже. В тех случаях, когда обсуждение носит общий характер, термин «трубы из ПВХ» будет использоваться для охвата ассортимента напорных материалов для труб из ПВХ, поставляемых Vinidex.

Различные типы поливинилхлорида

ПВХ-компаунды с наибольшей кратковременной и долговременной прочностью не содержат пластификаторов и содержат минимальное количество ингредиентов. Этот тип ПВХ известен как UPVC или PVC-U. Другие смолы или модификаторы (такие как ABS, CPE или акрилы) могут быть добавлены к UPVC для получения компаундов с улучшенной ударопрочностью. Эти соединения известны как модифицированный ПВХ (ПВХ-М). Гибкие или пластифицированные ПВХ-компаунды с широким спектром свойств также могут быть получены путем добавления пластификаторов. Другие типы ПВХ называются ХПВХ (ПВХ-Х) (хлорированный ПВХ), который имеет более высокое содержание хлора, и ориентированный ПВХ (ПВХ-О), который представляет собой ПВХ-У, молекулы которого ориентированы преимущественно в определенном направлении.

PVC-U (непластифицированный) является твердым и жестким материалом с предельным напряжением растяжения около 52 МПа при 20°C и устойчив к большинству химических веществ. Как правило, PVC-U можно использовать при температуре до 60°C, хотя фактический температурный предел зависит от нагрузки и условий окружающей среды.

ПВХ-М (модифицированный) является жестким и имеет повышенную ударную вязкость, особенно при ударе. Модуль упругости, предел текучести и предел прочности при растяжении обычно ниже, чем у PVC-U. Эти свойства зависят от типа и количества используемого модификатора.

ПВХ (пластифицированный) менее жесткий; имеет высокую ударную вязкость; легче экструдировать или формовать; имеет более низкую термостойкость; менее устойчив к химическим веществам и обычно имеет более низкую предельную прочность на растяжение. Вариабельность от соединения к соединению в пластифицированном ПВХ выше, чем в НПВХ. Vinidex не производит напорные трубы из пластифицированного ПВХ.

PVC-C (хлорированный) похож на PVC-U по большинству своих свойств, но имеет более высокую термостойкость, способный работать до 95°С. Он имеет аналогичный предел прочности при 20°C и предел прочности при растяжении около 15 МПа при 80°C.

PVC-O (ориентированный ПВХ) иногда называют HSPVC (высокопрочный ПВХ). Трубы из ПВХ-О представляют собой значительный прогресс в технологии производства труб из ПВХ.

ПВХ-О производится с помощью процесса, который приводит к преимущественной ориентации длинноцепочечных молекул ПВХ по окружности или по кольцу. Это обеспечивает заметное усиление свойств в этом направлении. В дополнение к другим преимуществам предел прочности при растяжении, в два раза превышающий показатель PVC-U, может быть достигнут для PVC-O. В таких приложениях, как напорные трубы, где присутствует четко определенная направленность напряжений, можно добиться очень значительного увеличения прочности и/или экономии материалов.

Типичные свойства ПВХ-О в кольцевом направлении:

• Прочность на растяжение ПВХ-О – 90 МПа
• Модуль упругости ПВХ-О – 4000 МПа

Улучшение свойств за счет молекулярной ориентации хорошо известно, и некоторые промышленные образцы производятся уже более тридцати лет. В последнее время он применяется к потребительским товарам, таким как пленки, высокопрочные мешки для мусора, бутылки для газированных напитков и тому подобное.

Техника молекулярной ориентации труб из ПВХ была впервые применена в 1970-х годов компанией Yorkshire Imperial Plastics, и на самом деле самые ранние пробные установки были сделаны в 1974 году со 100-миллиметровой трубой Управлением водного хозяйства Йоркшира, Великобритания. Vinidex начала производство на экспериментальном заводе по производству труб из ПВХ-О в начале 1982 года, а трубы из ПВХ-О были впервые установлены в Австралии в 1986 году. имя Супермейн.

Сравнение PVC-O, PVC-M и стандартного PVC-U

PVC-O по составу идентичен PVC-U, и, соответственно, их общие свойства аналогичны. Основное различие заключается в механических свойствах в направлении ориентации. Состав PVC-M отличается добавлением модификатора ударопрочности, а свойства отличаются от стандартных PVC-U в зависимости от типа и количества используемого модификатора. Следующее сравнение носит общий характер и служит для выявления типичных различий между материалами труб.

Прочность на растяжение  – Прочность на растяжение PVC-O почти в два раза выше, чем у обычного PVC-U. Прочность на растяжение PVC-M немного ниже, чем у стандартного PVC-U.

Прочность  – И ПВХ-О, и ПВХ-М ведут себя стабильно пластично при любых практических обстоятельствах. В некоторых неблагоприятных условиях, при наличии надреза или дефекта, стандартный НПВХ может проявлять хрупкие свойства.

Коэффициенты безопасности  – Расчет труб из ПВХ для применения под давлением включает прогнозирование долгосрочных свойств и применение коэффициента безопасности. Как и во всех инженерных проектах, величина коэффициента безопасности отражает уровень уверенности в прогнозировании производительности. Преимущество большей уверенности в предсказуемости поведения материалов нового поколения PVC-M и PVC-O состоит в том, что при проектировании можно использовать более низкий коэффициент запаса прочности.

Расчетное напряжение  – Трубы из ПВХ-О и ПВХ-М работают при более высоком расчетном напряжении, чем стандартные трубы из ПВХ-Н, в результате их более низкого коэффициента безопасности, а в случае ПВХ-О, более высокой прочности в кольцевом направлении. .

Эластичность и ползучесть  – PVC-O имеет модуль упругости на 24 % выше, чем у обычного PVC-U в ориентированном направлении, и модуль упругости, аналогичный стандартному PVC-U, в других направлениях. Модуль упругости PVC-M немного ниже, чем у стандартного PVC-U.

Характеристики ударопрочности  – PVC-O превосходит стандартный PVC-U как минимум в 2–5 раз. PVC-M также обладает большей ударопрочностью, чем стандартный PVC-U. Испытания на ударопрочность труб из ПВХ-М сосредоточены на получении характеристики пластического разрушения.

Атмосферостойкость  – Нет существенных различий в характеристиках атмосферостойкости PVC-U, PVC-M и PVC-O.

Соединение – Трубы из ПВХ-U и ПВХ-М могут быть соединены либо резиновым кольцом, либо соединениями на основе растворителя. PVC-O доступен только в трубах с резиновым соединением. ПВХ-О нельзя склеивать растворителем-цементом.

Свойства ПВХ

Общие свойства компаундов ПВХ, используемых в производстве труб, приведены в таблице ниже. Если не указано иное, значения приведены для стандартных немодифицированных составов с использованием смолы ПВХ K67. Некоторые сравнительные значения показаны для труб из других материалов. Свойства термопластов подвержены значительным изменениям в зависимости от температуры, и при необходимости указывается применимый диапазон. Механические свойства зависят от продолжительности приложения напряжения и более точно определяются функциями ползучести. Более подробные данные, относящиеся к применению труб, приведены в разделе «Конструкция» данного руководства. Для получения данных, выходящих за рамки перечисленных условий, пользователям рекомендуется обращаться в наш технический отдел.

Типичные свойства труб из ПВХ

Физические свойства

Свойство	Значение	Условия и примечания
Молекулярный вес (смола)	140000	ср.: K57 ПВХ 70 000
Относительная плотность	1,42 – 1,48	cf: ПЭ 0,95–0,96, стеклопластик 1,4–2,1, CI 7,2, глина 1,8–2,6
Водопоглощение	0,0012	23°C, 24 часа, ср.: AC 18 – 20% AS1711
Твердость	80	Дурометр по Шору D, Brinell 15, Rockwell R 114, ср.: PE Shore D 60
Ударная вязкость – 20°C	20 кДж/м 2	Паз по Шарпи, радиус вершины 250 мкм
Ударная вязкость – 0°C	8 кДж/м 2	Паз по Шарпи, радиус вершины 250 мкм
Коэффициент трения	0,4 ​​	ПВХ в ПВХ, ср. : PE 0,25, PA 0,3

Механические свойства

Свойство	Значение	Условия и примечания
Предел прочности при растяжении	52 МПа	AS 1175 Тензометр при постоянной скорости деформации см.: PE 30
Удлинение при разрыве	50 – 80%	AS 1175 Тензометр при постоянной скорости деформации, см.: PE 600-900
Кратковременное сопротивление ползучести	44 МПа	Значение постоянной нагрузки за 1 час, см.: PE 14, ABS 25
Долгосрочное разрушение при ползучести	28 МПа	Постоянная нагрузка, экстраполированное значение за 50 лет, см.: PE 8-12
Модуль упругости при растяжении	3,0 – 3,3 ГПа	Деформация 1% за 100 секунд, ср.: PE 0,9-1,2
Модуль упругости при изгибе	2,7 – 3,0 ГПа	Деформация 1% за 100 секунд, ср. : PE 0,7-0,9
Длительный модуль ползучести	0,9 – 1,2 ГПа	Постоянная нагрузка, экстраполированное значение секанса за 50 лет, ср.: PE 0,2–0,3
Модуль сдвига	1,0 ГПа	Деформация 1% за 100 секунд G=E/2/(1+µ) ср.: PE 0,2
Объемный модуль	4,7 ГПа	Деформация 1% за 100 секунд K=E/3/(1-2µ) ср.: PE 2.0
Коэффициент Пуассона	0,4 ​​	Незначительно увеличивается со временем под нагрузкой. ср: ПЭ 0,45

Электрические свойства

Свойство	Значение	Условия и примечания
Диэлектрическая прочность (пробой)	14 – 20 кВ/мм	Кратковременный образец 3 мм, ср. ПЭ 70 – 85
Объемное удельное сопротивление	2 x 10 14 Ом.м	AS 1255. 1 PE > 10 16
Удельное поверхностное сопротивление	10 13 – 10 14 Ом	AS 1255.1 PE > 10 13
Диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость)	3,9 (3,3)	50 Гц (106 Гц) AS 1255.4 cf PE 2,3 – 2,5
Коэффициент рассеяния (коэффициент мощности)	0,01 (0,02)	50 Гц (106 Гц) AS 1255.4

Тепловые свойства

Свойство	Значение	Условия и примечания
Точка размягчения	80 – 84°C	Метод Вика AS 1462.5 (мин. 75°C для труб)
Макс. постоянная рабочая темп.	60°С	cf: PE 80*, PP 110* без давления
Коэффициент теплового расширения	7 х 10 -5 К	7 мм на 10 м при 10°C ср. : PE 18 – 20 x 10 -5 , DI 1,2 x 10 -5
Теплопроводность	0,16 Вт/(м.К)	0–50°C ПЭ 0,4
Удельная теплоемкость	1000 Дж/(кг.К)	0 – 50°С
Температуропроводность	1,1 x 10 -7 м 2 /с	0 – 50°С

Огнестойкость

Недвижимость	Значение	Условия и примечания
Воспламеняемость (кислородный индекс)	0,45	ASTM D2863 Испытание Феннимора Мартина, ср.: PE 17.5, PP 17.5
Индекс воспламеняемости	10 – 12 (/20)	ср.: 9 – 10 при испытании трубы AS 1530 Early Fire Hazard Test
Дым производимый индекс	6 – 8 (/10)	cf: 4 – 6 при испытании трубы AS 1530 Early Fire Hazard Test
Индекс тепловыделения	0
Индекс распространения пламени	0	Не поддерживает горение. Раннее испытание на пожароопасность AS 1530

Сокращения

• ПЭ: полиэтилен
• ПП: Полипропилен
• PA: Полиамид (нейлон)
• CI: Чугун
• AC: Асбестоцемент
• GRP: Стеклопластиковая труба

Преобразование единиц

• 1 МПа = 10 бар = 9,81 кг/см ² = 145 фунтов силы в дюймах ²
• 1 Джоуль = 4,186 калорий = 0,948 x 10 ^-3 БТЕ = 0,737 ft.lbf
• 1 Кельвин = 1°C = 1,8°F перепад температур

Механические свойства

Для ПВХ, как и для других термопластичных материалов, реакция на напряжение/деформацию зависит как от времени, так и от температуры. Когда к пластиковому материалу прикладывается постоянная статическая нагрузка, результирующая деформационная характеристика является довольно сложной. Существует немедленная эластическая реакция, которая полностью восстанавливается, как только снимается нагрузка. Кроме того, существует более медленная деформация, которая продолжается неопределенно долгое время, пока действует нагрузка, пока не произойдет разрыв. Это известно как ползучесть. Если перед разрушением снять нагрузку, восстановление первоначальных размеров происходит постепенно с течением времени. Скорость ползучести и восстановления также зависит от температуры. При более высоких температурах скорость ползучести увеличивается. Из-за этого типа реакции пластмассы известны как вязкоупругие материалы.

Линия регрессии напряжения

Следствием ползучести является то, что трубы, подвергающиеся более высоким нагрузкам, разрушаются за более короткое время, чем трубы, подвергающиеся более низким нагрузкам. Для напорных труб основным требованием является длительный срок службы. Поэтому важно, чтобы трубы были рассчитаны на работу при напряжениях стенки, что обеспечит достижение длительного срока службы. Чтобы установить долговременные свойства, большое количество образцов в форме трубы испытывается до разрыва. Затем все эти отдельные точки данных наносятся на график и выполняется регрессионный анализ. Линейный регрессионный анализ экстраполируется для получения 9На 7,5% ниже прогнозируемого предельного напряжения разрушения в расчетной точке, которое должно превышать минимальное требуемое напряжение (MRS).

Затем к MRS применяется коэффициент безопасности, чтобы получить максимальное рабочее напряжение для материала трубы, которое используется для определения размеров труб для диапазона значений номинального давления. В Европе и Австралии принята расчетная точка ISO, равная 50 годам или 438 000 часов. В Северной Америке исторически использовалась расчетная точка в 100 000 часов. Эта расчетная точка является достаточно условной и не должна интерпретироваться как показатель ожидаемого срока службы трубы из ПВХ. Линия регрессии напряжения традиционно строится на логарифмических осях, показывающих окружное или кольцевое напряжение в зависимости от времени до разрыва.

*Для PVC-M и PVC-O 50-летняя точка спецификации представляет собой нижнюю доверительную точку на 97,5%, чтобы гарантировать получение минимального коэффициента безопасности.

Модуль ползучести

Для ПВХ необходимо учитывать модуль или соотношение напряжение/деформация в контексте скорости или продолжительности нагрузки и температуры.

Универсальным методом представления данных является кривая зависимости деформации от времени при постоянном напряжении. При данной температуре требуется серия кривых при различных уровнях напряжения, чтобы представить полную картину. Модуль можно рассчитать для любой комбинации напряжения/деформации/времени, и это обычно называют модулем ползучести.

Такие кривые полезны, например, при расчете кратковременных и длительных поперечных нагрузок на трубы.

Испытания, проведенные как в Англии, так и в Австралии, показали, что PVC-O жестче, т. е. имеет более высокий модуль упругости, чем стандартный PVC-U, примерно на 24% для эквивалентных условий в ориентированном направлении. Судя по другой работе, значительных изменений в осевом направлении не наблюдается.

Повышенные температуры

Номинальные значения давления при повышенных температурах

Механические свойства ПВХ даны при температуре 20°C. Прочность термопластов обычно уменьшается, а пластичность увеличивается по мере повышения температуры, и расчетные напряжения должны быть соответствующим образом скорректированы.

Реверсия

Термин «реверсия» относится к изменению размеров пластмассовых изделий вследствие «памяти материала». Изделия из пластмассы «запоминают» свою первоначальную сформированную форму и, если их впоследствии деформировать, под воздействием тепла они вернутся к исходной форме.

В действительности реверсия происходит при всех температурах, но при качественной экструзии она не имеет практического значения в гладкой трубе при температуре ниже 60°С и в трубе из ПВХ-О при температуре ниже 50°С.

Выветривание и разложение под воздействием солнечных лучей

Влияние «выветривания» или разрушения поверхности под воздействием лучистой энергии в сочетании с элементами на пластмассы хорошо изучено и задокументировано. Солнечное излучение вызывает изменения молекулярной структуры полимерных материалов, в том числе ПВХ. Ингибиторы и отражатели обычно включаются в материал, что ограничивает процесс поверхностным эффектом. Наблюдается потеря блеска и обесцвечивание при сильном атмосферном воздействии. Процессы требуют затрат энергии и не могут протекать, если материал экранирован, т.е. подземные трубы. С практической точки зрения сыпучий материал не подвергается воздействию, и первичные испытания не покажут никаких изменений, т. е. предел прочности при растяжении и модуль упругости. Однако микроскопические разрушения на выветренной поверхности могут инициировать разрушение в условиях экстремальных локальных напряжений, например воздействие на внешнюю поверхность. Следовательно, ударная вязкость при испытании будет снижаться.

Защита от солнечной деградации

Все трубы из ПВХ производства Vinidex содержат защитные системы, которые обеспечивают защиту от вредного воздействия в течение нормального периода хранения и монтажа. Для периодов хранения более одного года и в той мере, в какой ударопрочность важна для конкретной установки, можно считать целесообразной дополнительную защиту. Это может быть обеспечено хранением под навесом или покрытием штабелей труб подходящим материалом, например, мешковиной. Следует избегать захвата тепла и обеспечивать вентиляцию. Не следует использовать черную пластиковую пленку. Системы надземных напорных трубопроводов могут быть защищены слоем белой или пастельного оттенка краски ПВА. Хорошая адгезия достигается простым мытьем моющим средством для удаления жира и грязи.

Старение материала

Предел прочности ПВХ со временем заметно не изменяется. Его кратковременная предельная прочность на растяжение обычно незначительно увеличивается. Важно понимать, что линия регрессии напряжения не отражает ослабление материала с течением времени, т. е. труба, находившаяся под постоянным давлением в течение многих лет, по-прежнему будет демонстрировать такое же краткосрочное предельное давление разрыва, как и новая труба. Однако со временем материал претерпевает изменение морфологии, так как «свободный объем» в матрице уменьшается с увеличением числа поперечных связей между молекулами. Это приводит к некоторым изменениям механических свойств:

• Незначительное увеличение предела прочности при растяжении
• Значительное увеличение предела текучести
• Увеличение модуля при высоких уровнях деформации

В целом эти изменения могут оказаться полезными. Однако реакция материала на высокие уровни напряжений изменяется в том смысле, что локальная текучесть в концентраторах напряжений подавляется, а деформационная способность изделия снижается. Более вероятно возникновение хрупкого разрушения, и может наблюдаться общее снижение ударопрочности.

Эти изменения происходят экспоненциально со временем, быстро сразу после формирования и все медленнее с течением времени. К моменту ввода изделия в эксплуатацию они практически не измеримы, разве что в очень долгосрочной перспективе. Искусственное старение может быть достигнуто путем термообработки при 60°С в течение 18 часов. ПВХ-О подвергается такому старению в процессе ориентации, и его характеристики аналогичны полностью состаренному материалу, но со значительно повышенным пределом прочности.

Стойкость к истиранию

Пластмассы обычно показывают отличные характеристики в абразивных условиях. Основными свойствами, способствующими этому, являются низкие модуль упругости и коэффициент трения. Это позволяет материалу «поддаваться», и частицы имеют тенденцию скользить, а не стирать поверхность.

Хорошо известные материалы с низким коэффициентом трения, такие как тефлон, нейлон и полиуретаны, демонстрируют выдающиеся характеристики. Экономика, однако, является основным фактором, и характеристики ПВХ в контексте скорости износа/цены на единицу продукции превосходны. Факторы, влияющие на истирание, сложны, и трудно соотнести данные испытаний с практическими условиями.

Институт гидромеханики и гидротехнических сооружений Технического университета Дармштадта в Западной Германии проверил стойкость к истиранию нескольких трубных изделий. Гравий и речной песок были абразивными материалами, используемыми в бетонных трубах, трубах из глазурованной глины и трубах из ПВХ, со следующими результатами: Измеряемый износ после 150 000 циклов Керамическая глина
(глазурованная облицовка) Минимальный износ при 260 000 циклов. Ускоренный износ после остекления стирается при 260 000 циклов. ПВХ Минимальный износ при 260 000 циклов (примерно такой же, как у глазурованной стеклокерамики, но менее ускоренный, чем у стеклокерамики после 260 000 циклов)

Микробиологическое воздействие

ПВХ невосприимчив к воздействию микробиологических организмов, обычно присутствующих в подземных системах водоснабжения и канализации.

Макробиологическая атака

ПВХ не является источником пищи и обладает высокой устойчивостью к повреждению термитами и грызунами.

Воздействие сульфидов в почве

Серое обесцвечивание подземных труб из ПВХ может наблюдаться в присутствии сульфидов, обычно встречающихся в почвах, содержащих органические вещества. Это связано с реакцией со стабилизирующими системами, используемыми при обработке. Это поверхностный эффект, который никоим образом не влияет на производительность.

Нужна помощь? Просмотрите нашу зону поддержки продуктов для загрузки, установки и процедур соединения. ​p>

Узнать больше

PVC Часть 1: Все о составе

Рисунок 1 – Схема, показывающая широкий диапазон свойств ПВХ.

Поливинилхлорид (ПВХ) — уникальный материал по сравнению с большинством других пластиков. Его уникальные качества делают ПВХ одним из наиболее широко используемых пластиков во всем мире. В настоящее время из ПВХ производится чрезвычайно широкий ассортимент продукции с использованием многочисленных технологий обработки. Удивительно думать, что вы можете стоять над полом из ПВХ (винила), глядя в окно с рамами из ПВХ, в то время как вы открываете кран, который сливает воду по трубам из ПВХ. Вы могли бы даже посмотреть на дом соседа, который, вероятно, имеет сайдинг из ПВХ или забор из ПВХ. Большинство людей не осознают этого, но ПВХ почти везде. ПВХ широко используется в строительных материалах, таких как трубы, сайдинг, напольные покрытия и проволока; но его также можно найти во множестве других применений, таких как упаковка, товары для дома, игрушки и медицинские устройства. Из ПВХ можно получить различные материалы: от твердых и прочных до мягких и гибких. Как показано на рисунке 1, возможные диапазоны механических свойств этого материала могут быть очень большими в зависимости от состава. Так что же дает ПВХ способность иметь такой широкий спектр свойств? Для того, чтобы понять это, нужно понять основы ПВХ.

Рисунок 2 – Химическая реакция полимеризации ПВХ.

ПВХ производится из мономера винилхлорида посредством свободнорадикальной реакции с получением полимера с простой структурой основной цепи, как показано на рис. 2. Структура очень похожа на полиэтилен, за исключением того, что атом хлора заменяет водород, в результате чего содержание хлора составляет примерно 55 % по массе. Атом хлора намного больше атома водорода, что сильно влияет на жесткость остова. Кроме того, атом галогена в основной цепи обеспечивает уникальный набор свойств химической стойкости.

Как и все пластмассы, свойства ПВХ могут быть изменены путем изменения химической структуры. Молекулярная масса (ММ) является одним из важных элементов, непосредственно связанных с молекулярной структурой, которая оказывает огромное влияние на механические свойства и поведение при обработке. Значения молекулярной массы контролируются на уровне синтеза материала, но на них также влияют процессы обработки и эксплуатации деталей. Снижение молекулярной массы из-за агрессивной обработки или химического воздействия может привести к хрупкому поведению материала. Другие изменения, которые можно внести непосредственно в молекулярную структуру ПВХ, включают контроль положения атома хлора или увеличение содержания хлора. Последнее приводит к другому популярному материалу, ХПВХ. Впрочем, это тема для другой статьи.

Конкретные изменения в химической структуре полимера могут влиять на свойства материала. Однако обычно это не предпочтительный метод для контроля большинства свойств ПВХ. Использование добавок является предпочтительным способом получения материала ПВХ с лучшими технологическими и эксплуатационными характеристиками. В общем, модификация самой структуры полимера только улучшит некоторые свойства, но не все необходимые для изготовления надежных изделий. Однако использование добавок может улучшить большинство интересующих свойств и, как правило, за небольшую часть стоимости.

Многие люди не знают, что ПВХ сам по себе бесполезен . Необработанный полимеризованный ПВХ – это материал, который чрезвычайно трудно перерабатывать. Обладает плохой термостойкостью и высоким коэффициентом трения, что приводит к прилипанию полимера к металлическим поверхностям технологического оборудования. Если бы вы перерабатывали 100% ПВХ, вы бы получили слишком хрупкие детали с очень плохими механическими характеристиками. Так что же делает пластик ПВХ таким универсальным материалом? Это комбинация многочисленных добавок, из которых состоит ПВХ-компаунд.

ПВХ представляет собой рецепт многочисленных добавок, таких как наполнители, стабилизаторы, смазочные материалы и технологические добавки, которые смешиваются друг с другом для создания пластика с уникальными технологическими и эксплуатационными характеристиками. Возможность использования множества отдельных добавок позволяет адаптировать материал для конкретной технологии обработки и применения. В этой статье мы обсудим несколько наиболее часто используемых добавок для улучшения механических характеристик конечного продукта. Добавки, специально предназначенные для воздействия на обработку материала, а также эффекты обработки будут рассмотрены в следующей статье.

Обычные добавки, предназначенные для улучшения различных свойств конечного продукта, включают пластификаторы, УФ-стабилизаторы, модификаторы ударопрочности, усиливающие добавки и антипирены. Как видно из химической структуры (рис. 2), ПВХ представляет собой полимер с высокой полярностью, что делает его совместимым со многими другими высокоэффективными полимерами. Таким образом, смешивание других полимеров со смесью ПВХ является распространенным методом улучшения характеристик материала, который в противном случае был бы плохим. Примером этого являются модификаторы воздействия.

Модификаторы ударопрочности, как и ожидалось, повысят ударную вязкость и предотвратят хрупкое разрушение. Общие примеры этих модификаторов включают полимеры, такие как ABS, CPE, EVA и MBS. При смешивании таких полимеров можно улучшить и другие свойства. Например, ABS также улучшит термостойкость, а CPE, EVA и MBS — технологичность. Многие другие полимеры также могут быть добавлены в смесь для улучшения других свойств. Например, ТПУ можно смешивать с ПВХ для повышения устойчивости к истиранию и эластичности материала. Все эти полимеры должны быть правильно смешаны с ПВХ, чтобы получить однородную смесь для оптимизации характеристик материала.

Многие наполнители и армирующие добавки в настоящее время используются с ПВХ. Это может не только снизить стоимость, но и повысить жесткость и улучшить усадочные свойства материала. Обычные наполнители включают такие минералы, как карбонат кальция, каолин и тальк. Армирующие агенты могут варьироваться от натуральных волокон до более сложных армирующих материалов, таких как стеклянные микросферы. Как правило, эти агенты могут улучшать механические свойства, такие как предел прочности при растяжении, модуль изгиба и температуры прогиба.

Пластификаторы представляют собой уникальный набор добавок, обеспечивающих совершенно новый спектр применения ПВХ. Мы могли бы написать целую диссертацию о сложностях этих добавок и их взаимодействии с полимером. Для объяснения взаимодействия между пластификатором и полимером используются различные теории. Какой бы ни был более точным, конечный результат одинаков. Пластификаторы взаимодействуют с полимером, в результате чего возникает смягчающий эффект. Пластификаторы представляют собой химические вещества, проявляющие хорошее сродство с полимером. Когда ПВХ пластифицируется, молекулярная масса не должна меняться. Пластификаторы вызывают химические эффекты, которые не вызывают химической атаки (т. Е. Разрыва цепи), но сродство с химическим веществом, используемым в качестве пластификатора, увеличивает подвижность.

Пластификация может быть нежелательной, если химическое вещество имеет слишком большое сродство (слишком агрессивное) или в некоторых случаях, когда пластифицирующее химическое вещество непреднамеренно поглощается полимером, что приводит к значительному снижению механических свойств. Ключевой характеристикой пластификатора является то, что он должен взаимодействовать с молекулярными силами полимер-полимер, чтобы уменьшить их, тем самым смягчая материал. Однако он не может быть слишком агрессивным, иначе сольватирует полимер. Кроме того, лучшими пластификаторами являются те, которые могут достаточно взаимодействовать с полимерными цепями, так что они не легко диффундируют (выщелачиваются) из детали во время эксплуатации.

Пластификаторы добавляют к полимеру при определенных условиях нагревания и напряжения. Следовательно, воздействие этих условий, а также контакт с непластифицированными материалами аналогичного сродства может привести к диффузии пластификатора из детали. В настоящее время пластификаторы на полимерной основе обычно используются, когда есть интерес к ограничению диффузии пластификатора, поскольку более крупным молекулам труднее свободно перемещаться. Например, для медицинских устройств были разработаны определенные альтернативные пластификаторы, не содержащие фталатов, в связи с растущими опасениями по поводу возможности выщелачивания пластификаторов из пластика в организм человека.

Для ПВХ наиболее распространенными типами пластификаторов, используемых во всем мире, являются фталаты. Наиболее распространенные типы используемых фталатов включают DEHP (также известный как DOP), DINP и DIDP. Более сильные пластификаторы, которые вызывают эффект сольватации ПВХ, обладают высокой полярностью и/или ароматическими кольцами. Когда пластификатор поглощается полимером, взаимодействие с полимером, которое приводит к эффектам размягчения, можно наблюдать как снижение стеклования (Tg), модуля и плотности материала. Это позволяет жесткому и хрупкому материалу вести себя гибко и поддаваться формованию, что открывает совершенно новый набор применений для материала ПВХ. Очень распространенные области применения гибкого ПВХ включают кабели и провода, медицинские устройства, трубки и мягкие игрушки. Одним из больших преимуществ большинства этих пластификаторов является то, что они обладают беловатым цветом, который существенно не влияет на цвет материала, что позволяет изготавливать прозрачные компоненты.