Хлорированный поливинилхлорид: есть ли рынок в России?

Хлорированный поливинилхлорид (перхлорвинил) | Лако-красочные материалы

1 ноября, 2012 admin

При хлорировании винилхлорида атомы водорода способны замещаться на атомы хлора до его содержания в полимере 72% (масс.).

В зависимости от условий процесса могут хлорироваться преимущественно группы —СНг—, а иногда и группы —СН—.

С1

Таким образом, строение молекулы перхлорвинила можно представить следующим образом:

CI

— СН2 — СН — СН — СН — СН2- СН — СН, — С — — III I |

СІ СІ СІ СІ СІ

Молекулярная масса перхлорвинила в зависимости от усло­вий хлорирования колеблется от 31000 до 57 000. Соответствен­но различают перхлорвинил низковязкий и средневяз — ки й.

Растворимость и другие свойства перхлорвинила зависят от молекулярной массы и степени хлорирования. Нарушение ре­гулярности структуры макромолекул поливинилхлорида при введении дополнительных атомов хлора приводит к ослабле­нию сил межмолекулярного взаимодействия, что способствует увеличению растворимости хлорированного полимера. Так, хло­рированный поливинилхлорид легко растворяется в сложных эфирах и кетонах.

По внешнему виду хлорированный поливинилхлорид пред­ставляет собой белый или бледно-желтый порошок аморфной структуры. В лакокрасочной промышленности обычно исполь­зуют хлорированный поливинилхлорид с молекулярной мас­сой от 30000 до 80000 и содержанием хлора около 65%. При увеличении степени хлорирования сверх 65% растворимость полимера резко снижается.

Для увеличения эластичности хлорированный поливинил­хлорид, как и поливинилхлорид, пластифицируют, а для полу­чения химически стойких покрытий используют пластификаторы неомыляемого типа, например хлорированный дифенил (совол), хлорпарафины.

Лакокрасочные материалы на основе хлорированного поли­винилхлорида в течение 2—3 ч при комнатной температуре об­разуют обратимые покрытия, однако вследствие медленного удаления остаточного растворителя из слоя покрытия оконча­тельное его отверждение происходит через 5—7 сут. Ускорение процесса формирования покрытия достигается нагреванием его до температуры около 60 °С. При более высоких температурах, а также под действием света ускоряются процессы деструкции полимера. Поэтому для их стабилизации используют те же ве­щества, что и для поливинилхлорида.

Для повышения адгезии, блеска и термостойкости покры­тий перхлорвинил комбинируют с другими пленкообразовате — лями: алкидами, полиуретанами, эпоксидными олигомерами.

Покрытия на основе хлорированного поливинилхлорида в умеренном и тропическом климате стойки к действию низких температур, кислот, щелочей, бензина, минеральных масел. Перхлорвинил обладает самогасящим свойством; он непрони­цаем для кислорода.

Лакокрасочные материалы на основе хлорированного поли­винилхлорида применяются для получения атмосферостойких и химически стойких покрытий по металлу, дереву и бетону. Они используются для окраски портовых сооружений, обору­дования химических и других производств, железнодорожных вагонов, цистерн, дорожных машин, судов и строительных конструкций. Особенно целесообразно его использовать в тех случаях, когда надо снизить прочность смерзания конструкций с грунтами и предотвратить вспучивание фундаментов.

Благодаря высокой механической прочности и теплостой­кости перхлорвинил является важным сырьем для производст­ва пластмасс (наиболее перспективная область его примене­ния — изготовление труб для транспортирования горячей и хо­лодной воды в водопроводах и системах центрального отопле­ния).

Трубы из хлорированного поливинилхлорида | C.O.K. archive | 2011

Фото 1. Трубы из ХПВХ в новом здании аэропорта «Шереметьево-1»

Табл. 1. Основные свойства ХПВХ Noveon

В данный момент на российском рынке представлены различные трубопроводные системы — это системы из стали, меди, полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и многослойные трубы. Все эти системы имеют свои преимущества и недостатки. Для холодного, горячего водоснабжения и отопления начал применяться новый для российского рынка материал — хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ). С момента начала своего применения в 1940 г. поливинилхлорид (ПВХ) стал одним из наиболее широко используемых пластиков.

Однако, применение ПВХ ограниченно низкой температурой эксплуатации — 60 °С. Одной из наиболее успешных модификаций ПВХ стал открытый в 1959 г. хлорированный поливинилхлорид. ХПВХ обладает всеми положительными свойствами ПВХ и сохраняет их при повышенных температурах. Кроме того, этому термопластику свойственны противопожарные свойства.

При современных тенденциях роста цен на углеводородное сырье важное значение имеет то, что ХПВХ на 60–70 % состоит из хлора, одного из самых распространенных и дешевых химических веществ, благодаря чему цена ХПВХ более стабильна по сравнению с пластиками, основу которых составляет углеводород. Хлорированный поливинилхлорид — это очень прочный, жесткий материал, что позволяет не только эффективно использовать его при прокладке стояков, но и исключает провисания, характерные для многих пластиков.

При переходе на использование пластиковых трубопроводов важное значение имеет коэффициент линейного расширения. Если при проектировании и монтаже внутренних инженерных систем из металлов им можно пренебречь, то в случае с пластиками необходимо учитывать значительные температурные изменения длины и принимать соответствующие меры по их компенсации. Это означает дополнительный расход материалов и средств. Экономически выгодным решением в этом случае может быть применение трубопроводных систем из ХПВХ.

Согласно СП 40-102–2000, этот материал обладает коэффициентом линейного расширения 0,62 × 10–4 1/°C, что почти втрое ниже аналогичных показателей у полипропилена и сшитого полиэтилена. Благодаря уникальным свойствам ХПВХ становится возможна прокладка труб в бетоне и под штукатуркой. Низкий коэффициент линейного расширения, силы трения и обжатия бетона компенсируют возникающие напряжения.

Эта технология особенно актуальна в свете возрастающих объемов монолитного домостроения в строительстве. Кроме того, для прокладки труб можно использовать полости и пустоты, имеющиеся в бетонных и кирпичных строительных элементах, с последующим заполнением их раствором. Монтаж трубопроводов из ХПВХ осуществляется методом склеивания. Метод основан на применении химической диффузии — соединения, при котором происходит проникновение поверхностного слоя трубы в поверхностный слой фитинга с образованием монолитного соединения.

Такой метод имеет ряд преимуществ: простота и легкость позволяют производить монтаж даже в труднодоступных местах, а его низкая стоимость и быстрота делают его привлекательным с экономической и технической точек зрения. Экономическая целесообразность применения клеевого соединения очевидна: снижение трудозатрат, отсутствие затрат на электроэнергию, на сварочное оборудование.

Для конечного пользователя такой метод означает также надежность системы — строгое соблюдение соосности, отсутствие характерных для сварки наплывов, понижающих гидравлические характеристики системы. С переходом на использование пластиков в инженерных системах важное значение приобретает еще один фактор — пожаробезопасность. Большинство пластиков, используемых в настоящее время, обладают высокой горючестью, кроме того, горение часто сопровождается образованием горящих капель, увеличивающих пожароопасность.

Хлорированный поливинилхлорид как материал обладает «врожденными» противопожарными свойствами. Это главным образом объясняется его составом — ХПВХ менее чем на 30 % состоит из углеводородного сырья, 70 % составляет неорганическое сырье (поваренная соль), что определяет дальнейшие свойства материала. Эти свойства включают: кислородный индекс, равный 60, который определяет этот материал как самозатухающий, а также низкое дымообразование и низкую токсичность при горении.

Изделия из ХПВХ очень широко используются во всем мире. Системы холодного, горячего водоснабжения и отопления применяются в странах Южной и Северной Америки, Азии и Африки, на Ближнем Востоке, Индии. В США доля рынка водоснабжения, занимаемая ХПВХ составляет почти 50 %. Благодаря высоким противопожарным свойствам эти системы устанавливают не только в массовом и типовом строительстве, но и особенно при возведении уникальных объектов.

В Китае трубы ХПВХ используются в качестве систем водоснабжения на таких объектах, как Диснейленд в Гонконге, Пекинский Аэропорт, а также в строящихся объектах олимпийских игр 2008 г. Среди других достопримечательных объектов можно отметить Музей Мадам Тюссо и Королевский Оперный дворец в Лондоне. Первые опыты применения трубопроводных систем из ХПВХ в России показали заказчикам все преимущества современных технологий — простой, быстрый монтаж, надежность и долговечность, аккуратный внешний вид.

Системы из ХПВХ установлены в недавно построенном терминале «Шереметьево-1». Заказчик выбрал эти системы прежде всего благодаря высоким противопожарным показателям ХПВХ. В процессе строительства важную роль играет скорость проведения работ. Благодаря технологии клеевого соединения монтаж был проведен в рекордные сроки. Системы из ХПВХ использовались при строительстве и реконструкции зданий Сбербанка в региональных центрах — например, Брянске и Орле.

Как видно, из этого краткого обзора, системы из ХПВХ используют ведущие строительные компании по всему миру. ХПВХ в доме означает надежную безопасную работу на долгие годы, кроме того, благодаря технологии клеевого соединения ремонт таких систем проходит быстро и без затруднений. В России уже начали применять системы водоснабжения из ХПВХ, и пожаробезопасные пластиковые трубопроводы становятся неотъемлемой частью жилищного строительства.

Современные тенденции в строительстве — увеличение объемов монолитного домостроения, растущий интерес к быстровозводимому и доступному жилью требуют использования надежных и простых в применении инженерных сетей. Такие системы должны сочетать в себе доступность и соответствовать современным требованиям безопасности. Одним из таких решений являются трубопроводные системы из хлорированного поливинилхлорида.

Ряд свойств позволяет выделить этот материал среди представленных на российском рынке пластмасс — это простота монтажа и проектирования, высокая прочность. Помимо этого, с увеличением требований органов пожарной безопасности можно предположить, что системы из ХПВХ на российском рынке также ждет успех.

Что такое хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ)?

Хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ) является важным конструкционным термопластом благодаря его:

• Относительно низкой стоимости
• Высокая температура стеклования
• Высокая температура тепловой деформации
• Химическая инертность
• Выдающиеся механические, диэлектрические, пожаро- и дымобезопасные свойства

ХПВХ был впервые выпущен на рынок компанией Lubrizol в начале 1960-х годов и с тех пор доказал свою ценность в различных промышленных применениях, где желательны высокие рабочие температуры и коррозионная стойкость.

Сегодня материал Lubrizol из ХПВХ продается под тремя торговыми марками: Corzan® Material and Piping Solutions (промышленная и коммерческая сантехника), BlazeMaster® Fire Protection Systems (системы пожаротушения) и FlowGuard Gold® Pipe and Fittings (жилая и коммерческая сантехника). ).

Что такое ХПВХ?

Концептуально ХПВХ представляет собой гомополимер ПВХ, подвергнутый реакции хлорирования. Как правило, хлор и ПВХ реагируют по основному свободнорадикальному механизму, что может быть осуществлено с помощью различных подходов с использованием тепловой и/или УФ-энергии.

В чем разница между ХПВХ и ПВХ?

В ПВХ атом хлора занимает 25% мест связывания на углеродном остове, а остальные места заполнены водородом.

ХПВХ отличается от ПВХ тем, что примерно 40% мест связывания в основной цепи заполнены атомами хлора. Атомы хлора, окружающие углеродную основу ХПВХ, представляют собой большие атомы, которые защищают цепь от атаки.

Содержание хлора в базовом ПВХ может быть увеличено с 56,7% до 74%, хотя обычно большинство коммерческих смол ХПВХ содержат от 63 до 69% хлора.

Диаграмма ХПВХ (слева) на молекулярном уровне по сравнению с ПВХ (справа). Красные сферы представляют элементы хлора.

 

Повышенная термостойкость

По мере увеличения содержания хлора в ХПВХ температура стеклования (Tg) — область температур, при которой полимер переходит из твердого, стеклообразного материала в мягкий, каучукоподобный материал, — значительно увеличивается.

Дополнительные молекулы хлора защищают углеродную основу полимера, которая, в свою очередь, защищает его структурную целостность от воздействия тепла.

Повышенная термостойкость позволяет ХПВХ работать при более высоких рабочих давлениях.

Добавки ХПВХ

Затем в смолу ХПВХ добавляют добавки, улучшающие многие присущие ей свойства смолы ХПВХ и облегчающие ее технологичность.

Именно этот процесс отличает ХПВХ от других термопластичных и металлических трубопроводных систем и укрепляет его в сложных условиях промышленных предприятий.

Основные физические свойства ХПВХ

ХПВХ по своей природе инертен к кислотам, основаниям и солям, которые разъедают металлы. Именно эта присущая ему химическая стойкость в сочетании с устойчивостью к температуре и давлению позволяет использовать его в различных промышленных и коммерческих целях.

Другие основные свойства Corzan ^® ХПВХ перечислены в таблице ниже. Вы также можете увидеть более подробную информацию в разделах «Технические характеристики трубопроводов» и «Технические характеристики воздуховодов».

Типы изделий из ХПВХ

ХПВХ является гибким универсальным компаундом, из которого можно изготовить изделия различных форм или конфигураций с использованием стандартных методов формования, в первую очередь экструзии и литья под давлением.

• Трубы и фитинги: Стойкость к коррозии и температуре сохраняется, в то время как номинальное давление, необходимое для применения, может варьироваться в зависимости от графика, размера трубы, типа соединения и температуры.
• Воздуховоды:  В связи с ужесточением норм выбросов в атмосферу потребность в надежных системах удаления дыма, особенно в агрессивных средах, быстро растет. ХПВХ доступен в круглых воздуховодах, сборных фитингах воздуховодов, промышленных листах и ​​сварочной проволоке. Эти компоненты могут быть спроектированы и изготовлены для создания целых систем удаления дыма.
• Лист и подкладка: Превосходная коррозионная стойкость и огнестойкость ХПВХ могут применяться в различных отраслях промышленности и могут быть покрыты армированным волокном полиэстером (FRP).
• Изготовление по индивидуальному заказу и детали, отлитые под давлением : ХПВХ Corzan легко режется и легко сваривается, что делает его идеальным для таких продуктов, как набивка башни, колпаки для специальных выхлопных газов и резервуары для хранения кислот и щелочей.

 

Общие области применения ХПВХ

Основные физические свойства ХПВХ делают его наиболее предпочтительным выбором для различных применений, от химических заводов и заводов по переработке полезных ископаемых до жилых домов и сантехники в отелях. ХПВХ — это беспроблемное, долговечное решение для самых суровых промышленных условий, которое часто используется в следующих отраслях:

• Химическая обработка: Надежная транспортировка агрессивных химикатов при высоких температурах, под давлением, без проблем с коррозией.
• Хлор-щелочной:  Транспортировка химикатов в самых агрессивных средах, которые только можно себе представить, без проблем с коррозией.
• Коммерческая сантехника:  Устранение коррозии, снижение затрат на техническое обслуживание и повышение общей надежности.
• Обработка полезных ископаемых: Выдерживают требования операций по обработке драгоценных и сырьевых материалов.
• Производство электроэнергии:  Выдерживает длительное воздействие высоких давлений и коррозионно-активных химикатов, обычно используемых на электростанциях.
• Полупроводник: Соответствует стандартам высокой чистоты для чистых помещений и устраняет проблемы коррозии, вызванные агрессивными химическими веществами.
• Очистка сточных вод:  Положите конец коррозии даже при транспортировке самых агрессивных дезинфицирующих химикатов.

 

Установка из ХПВХ

Рекомендуемый метод соединения для установки из ХПВХ зависит от типа продукта, но в целом ХПВХ предлагает следующие преимущества при установке:

• Легкий вес:  ХПВХ составляет примерно 1/8 веса стали сопоставимого размера, что помогает снизить нагрузку на рабочих и травмы, а также устраняет необходимость в тяжелом оборудовании.
• Легко режется: Благодаря свойствам соединения ХПВХ легче резать, чем металлы, что обеспечивает более эффективное производство на месте.
• Простота установки и обслуживания: установка ХПВХ не требует сложных инструментов, электричества или высококвалифицированного (и дорогого) труда.
• Безопаснее:  Для соединения материала не требуется открытого огня или источников воспламенения.

Существует множество вариантов шовной сварки, предназначенных для эффективного соединения компонентов друг с другом при сохранении структурной целостности материала. Рекомендуемые методы установки зависят от типа изделия:

• Трубы и фитинги: Вклеивание растворителем, сварка горячим воздухом, сварка горячей пластиной, нарезание резьбы и отбортовка.
• Воздуховоды: Склеивание растворителем, сварка горячим воздухом, термоформование, экструзионная сварка и сварка горячей пластиной.
• Лист и подкладка: Высокоскоростная сварка горячим воздухом и стыковая сварка горячей пластиной.

 

Почему не все ХПВХ одинаковы

Хотя некоторые конечные преимущества ХПВХ являются общими независимо от производителя, составы ХПВХ часто различаются по уровню эффективности, которую они обеспечивают. Не все системы CPVC работают одинаково.

Точно так же, как два разных типа промышленных металлических труб, вероятно, будут работать по-разному, две промышленные трубы из ХПВХ, изготовленные из разных соединений, также, вероятно, дадут разные результаты. Вот почему важно выбирать самое лучшее: Corzan CPVC подкрепляется строгими внутренними и сторонними испытаниями, чтобы гарантировать только самое высокое качество.

Компания Corzan Material and Piping Solutions и наши производители, например, прошли различные испытания в отношении:

• Требования к минимальному давлению разрыва
• Допуски на размеры
• Требования к остаточному напряжению
• Требования к ударам при падении
• Тестирование свойств сплава

 

Не следует предполагать, что результаты испытаний для одного соединения ХПВХ будут параллельны результатам для другого соединения.

 

Где купить Corzan

^® ХПВХ

Только партнеры с доказанным качеством и надежностью могут производить продукцию с Corzan CPVC. Эти производители были тщательно отобраны для преобразования Corzan CPVC в высокопроизводительные системы трубопроводов, воздуховоды, листы и облицовку и многое другое, на что полагаются наши клиенты.

Узнайте больше о наших партнерских производителях.

Электронная книга: Выбор правильного ХПВХ

Узнайте, почему не все трубопроводные системы из ХПВХ одинаковы и почему Corzan CPVC является идеальным выбором.

получить доступ к электронной книге

Таблица химической совместимости

Сравните совместимость Corzan CPVC с более чем 400 химическими веществами.

доступ к таблице

Проверьте. Спец.

При проектировании и установке любой системы никогда не соглашайтесь на меньшее. Узнайте, почему вы всегда должны искать название Corzan® CPVC.

Подробнее

В чем разница между ПВХ и ХПВХ? |

Команда новостей о полимерных решениях 12 апреля 2016 г.

В мире науки о полимерах одно, казалось бы, небольшое изменение в молекулярной структуре полимера может оказать огромное влияние на то, как материал ведет себя в реальном мире, а также на продукты, которые вы изготавливаете из этого материала. Полимерные «целующиеся родственники» ПВХ и ХПВХ блестяще иллюстрируют эту концепцию.

ПВХ (поливинилхлорид) существует с конца 19   века, но не получил широкого распространения до окончания Второй мировой войны. Сегодня его прочность, долговечность, относительно низкая стоимость и простота использования делают его лучшим выбором для сантехнических и дренажных систем. Если вы когда-либо проходили строительную площадку — коммерческую или жилую — вы почти наверняка видели несколько вариантов труб из ПВХ, используемых для водопровода или воздуховодов. Однако, каким бы прекрасным он ни был, ПВХ может работать с жидкостями только при температуре до 140 ° F.

Введите двоюродный брат ПВХ, хлорированный поливинилхлорид (ХПВХ). И ПВХ, и ХПВХ, по сути, представляют собой одну и ту же молекулу с одним простым, но существенным отличием — в процессе производства использование реакции свободнорадикального хлорирования повышает содержание хлора в ХПВХ. Содержание хлора увеличивается с 57% до 74%.

Это простое изменение влияет на поведение CPVC в реальных приложениях.

Наиболее существенным отличием является повышенная термостойкость ХПВХ. Он может работать с жидкостями при температуре до 200 ° F, что делает его лучшим выбором, чем ПВХ, для сантехники с горячей водой. Если вы пропускаете слишком горячую воду по трубам из ПВХ, они могут расплавиться, треснуть и протечь, оставив вам буквально горячий беспорядок!

Однако ХПВХ имеет большую уязвимость, такую ​​же, как и ПВХ, — он подвержен растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESC) под действием фталатов, таких как диизононилфталат (DINP). DINP — это пластификатор, обычно используемый для придания ПВХ большей гибкости, и его использование позволяет нам изготавливать виниловые автомобильные сиденья (о, ура!), сверхтонкую изоляцию электрических кабелей и устойчивые к ржавчине автомобильные бамперы. Он также широко используется в герметиках — и в этом может заключаться проблема.

Недавно клиент попросил нас помочь ему понять, почему труба из ХПВХ вышла из строя.