Новости
Библиотека
Таблица эл-тов
Биографии
Карта сайтов
Ссылки
О сайте


Пользовательского поиска




предыдущая главасодержаниеследующая глава

Универсальный пластик

Вторым и по истории получения, и по объему мирового производства среди термопластов стоит поливинилхлорид. По сравнению с другими термопластами у него два существенных преимущества - он маслостоек и негорюч и два существенных недостатка - на морозе, уже при -15° С, он становится хрупким, а при нагревании до 170-190° С разлагается с выделением хлористого водорода. Впрочем, современные методы сополимеризации и составления композиций позволяют более или менее успешно бороться с этими недостатками поливинилхлорида. Главная трудность при этом - не потерять его преимуществ.

В истории химии принято считать, что первым получил поливинилхлорид француз Реньо в 1835 г., хотя сам он, конечно, не мог знать, не мог понять в те годы, почему это под действием солнечного света жидкий хлористый винил в его ампулах превращался в твердое вещество. Правильное объяснение этому явлению дал лишь А. М. Бутлеров, изучивший полимеризацию бромистого винила в 1861 г. Систематическое изучение процессов фотополимеризации провел немецкий химик Бауман в 1872 г. Однако о практическом применении этого хрупкого и жесткого полимера первым подумал русский химик И. И. Остромысленский, запатентовавший в 1912 г. способ получения изделий из поливинилхлорида и родственных полимеров путем прессования их при нагревании. К сожалению, и эти изделия были слишком жесткими, и патент Остромысленского получил практическое применение лишь много позже, когда промышленности потребовались именно такие жесткие, маслостойкие и кислотоупорные изделия.

А в 1937 г. в истории поливинилхлорида произошел форменный переворот. В. Л. Семон обнаружил, что после нагревания до 150° С смесь поливинилхлорида с тритолилфосфатом превращается в резиноподобную массу, которая остается гомогенной и эластичной и после охлаждения до комнатной температуры. Это явление - превращение хрупкого жесткого полимера в эластичную пластмассу при его смешивании с маслами и нелетучими эфирами - назвали пластификацией. Позже обнаружилось, что можно пластифицировать практически любой полимер, все дело лишь за подбором пластификатора. В теории пластификации полимеров до сих пор немало неясностей, поэтому здесь возможны неожиданные находки и крупные просчеты, например, явление взаимной пластификации нитроцеллюлозы и полиакрилонитрила или отсутствие пластификаторов для полиэтилена.

Именно пластификация позволила с начала 40-х годов развернуть широкое промышленное производство и применение поливинилхлоридных пленочных, листовых материалов и формованных изделий. Много лет поливинилхлорид оставался чемпионом и рекордсменом среди пластмасс. Лишь в начале 60-х годов полиэтилен и другие полиолефины потеснили его позиции. Тем не менее по сей день пластмассы на основе пластифицированного поливинилхлорида широко применяют как прокладочный и герметизирующий химически стойкий материал для работы при температурах от -15 до +40° С. Из него изготовляют пленки, шланги, листовой материал, многие изделия широкого потребления, в том числе и детские игрушки, баки, тройники, муфты и т. п. Особенно широко применяются пластмассы из полимеров и сополимеров хлористого винила в электротехнике: для изоляции проводов и кабелей, для изготовления панелей, вилок, рукояток и других деталей, особенно в слаботочных и высокочастотных устройствах. Почти незаменимой оказалась липкая изоляционная лента из пластифицированной поливинилхлоридной пленки.

Особняком стоят изделия из непластифицированного поливинилхлорида - те самые, которыми когда-то занимался И. И. Остромысленский. Длительные исследования позволили найти стабилизаторы, такие, как стеарат кальция или смешанная барий-кадмиевая окись, предохраняющие поливинилхлорид от разложения при температуре переработки и от преждевременного старения при эксплуатации. Непластифицированный, или жесткий, поливинилхлорид называется в СССР винилпластом. Это твердый термопластичный материал удельным весом 1,4 г/см3 и разрывной прочностью 400-600 кг/см2. Его теплопроводность в 200 раз меньше теплопроводности стали, а высокая химическая стойкость позволяет применять его вместо коррозионностойких металлов и сплавов. Винилпласт применяется главным образом для изготовления листового материала, труб и прессованных изделий, а также для получения жесткого прочного пенопласта.

Основная масса поливинилхлорида все же используется в настоящее время в пластифицированном виде. В последние годы этому способствовал также переход к новым пластификаторам. Тритолил- или трикрезилфосфат, которым Семон открыл пластификацию поливинилхлорида, был дорог, а его производство - вредно. Наибольший успех принес поливинилхлориду дибутилфталат, тяжелое масло, с химической точки зрения эфир фталевой кислоты и бутилового спирта. Благодаря этому химически безвредному пластификатору поливинилхлоридные изделия стали почти вездесущими: от плащей и скатертей до искусственных покрытий для полов, технических сальников и прокладок, а особенно электроизоляции проводов и кабелей.

Однако довольно скоро выяснились и два важных недостатка дибутилфталата. Во-первых, этот эфир горюч, и смеси его с поливинилхлоридом тоже оказались пожароопасными. Во-вторых, дибутилфталат - недостаточно тяжелое масло. При эксплуатации изделий из смесей на основе поливинилхлорида с дибутилфталатом пластификатор понемногу испаряется, постепенно улетучивается, изделия становятся жесткими, хрупкими и выходят из строя. Вдобавок дибутилфталат обладал не очень приятным запахом. И, наконец, курьезно то, что дибутилфталат очень пришелся по вкусу термитам и другим тропическим насекомым. Термиты с большим аппетитом пожирали обивку сидений и другие детали, в частности изоляцию электропроводки, в машинах, поставляемых в жаркие страны. Пришлось разрабатывать специальные технологические рецепты. В них место дибутилфталата заняли несъедобные и менее летучие эфиры фосфорной кислоты. А в странах с умеренным климатом вместо дибутилфталата стали применять более тяжелые эфиры, в основном диоктилфталат, эфиры полиэтиленгликоля или полимерные пластификаторы. К сожалению, такая замена не устранила горючести поливинилхлоридного пластиката, но этот недостаток исправляется введением в состав композиции соответствующих наполнителей и антипиренов - огнегасящих добавок.

Другой путь избавления от летучих и пахучих пластификаторов поливинилхлорида - получение и применение сополимеров хлористого винила, например, с винилацетатом. Это направление начало развиваться совсем недавно, но уже может похвастаться получением ряда ценных материалов. В частности, благодаря такой сополимеризации удалось сделать поливинилхлоридные материалы более морозоустойчивыми. Теперь они становятся хрупкими не при 15-градусном морозе, а лишь при 60-градусном.

В целом же, несмотря на сильную конкуренцию со стороны других полимеров, позиции полимеров и сополимеров хлористого винила на сегодня достаточно прочны. В 1973 г. в мире выпускалось около 9 млн. т этих полимеров. В Италии, Японии, Франции они составляют до 30% выпуска всех пластмасс, в других странах - около 20%.

предыдущая главасодержаниеследующая глава



ИНТЕРЕСНО:

Новый метод анализа белков работает в 50 раз быстрее

Создана первая «химическая память» объемом в 1 бит

193 года назад впервые получено органическое соединение из неорганических

Ученые разработали программу, которая высчитывает свойства молекул сложных химических соединений

Самосборкой получены структуры из 144 молекулярных компонентов

Учёные создали нанореактор для производства водорода

Ученые из Швеции создали «деревянное стекло»

Разработан новый метод создания молекул

Японские ученые создали жидкий квазиметалл, застывающий на свету

Нобелевскую премию по химии присудили за синтез молекулярных машин

Новая компьютерная программа предсказывает химические связи

Получены цветные изображения на электронном микроскопе

В упавшем в России метеорите обнаружен уникальный квазикристалл

10 невероятно опасных химических веществ

Создатель «суперклея» Гарри Кувер – химик и изобретатель, автор 460 патентов, самый известный из которых так и не помог ему разбогатеть




© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2017
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://chemlib.ru/ 'ChemLib.ru: Библиотека по химии'