Винипласт

Винипласт - это жесткий термопласт на основе поливинилхлорида (ПВХ) без добавления пластификаторов, но с дополнительными компонентами в виде стабилизаторов (свинцовые или кальций-цинковые) – для устойчивости при нагреве и на свету, наполнителей (мел или тальк) – для повышения прочности, красителей и модификаторов – для улучшения ударной вязкости.

Первым делом проводят синтез ПВХ, т.е. полимеризацию винилхлорида. Далее происходит смешивание ПВХ с добавками в высокоскоростных миксерах. Термообработку проводят при 160-200°C, а формирование проводят или методом экструзии для получения труб и листов, или прессованием для получения деталей более сложной формы. Далее производят охлаждение и калибровку.
Дальнейшая обработка также имеет несколько особенностей, таких как: 1. Необходимое охлаждение при высоких скоростях во время механической обработки; 2. Для сварки используют горячий воздух или специальные клеи на основе тетрагидрофурана (ТГФ); 3. Гибка возможна при нагреве до 100-120°C.

Винипласт имеет широкий спектр применения – от строительства до медицины. В химической промышленности из него делают резервуары, вентили и лабораторную посуду. В электротехнике – корпуса приборов и изоляционные плиты. Даже в рекламе и дизайне винипласт полезен – световые короба и вывески делают именно из него. В медицине применим в упаковках для таблеток, а также различных контейнерах. Самое главное, его используют в канализационных трубах, оконных профилях и сайдинге. Также возможны некоторые применения в судостроении из-за устойчивости к морской воде и в сельском хозяйстве (теплицы).
Сейчас ученые усиленно занимаются вопросом переработки ПВХ, поскольку его экологичность показательно низка по сравнению с другими материалами (например, полиэтилен или полипропилен), так же как и цена, а вот прочность и устойчивость выше, именно поэтому материал является востребованным. Срок службы винипласта оценивается в 40-50 лет в оконных профилях и 30-40 в канализационных трубах. Факторами старения для ПВХ являются ультрафиолет (без светостабилизаторов поверхность желтеет и трескается), контакт с ароматическими углеводородами, такими как бензин и толуол, поскольку вызывает набухание, а также механические нагрузки могут быть опасны при низких температурах. Возвращаясь к экологическому аспекту, для утилизации ПВХ используют или механическое измельчение, а далее повторно применяют, или пиролиз – разложение при высоких температурах с получением соляной кислоты и углерода. Альтернативой является разработка био-ПВХ с добавлением крахмала или лигнина для частичного разложения.

Обратимся к истории, в 1835 году французский химик Анри Виктор Реньо впервые синтезировал ПВХ, однако только в 1912 немец Фриц Клатте запатентовал метод промышленного производства ПВХ. В 1930-х начался массовый выпуск ПВХ из-за разработки технологии стабилизации материала, и с 1950-х винипласт широко применяется в строительстве и электротехнике.

Винипласт, как и множество материалов, претерпевает инновационные нововведения. Для ПВХ был разработан метод повышения термостойкости до +100°C с помощью добавления в состав нанонаполнителей – наночастиц графена или кремния. Также были созданы самозатухающие марки – в электротехнике это незаменимо, поскольку антипирены снижают горючесть. А для повышения прочности могут быть использованы гибридные композиты – винипласт армируют стекловолокном.
Так или иначе, винипласт не является незаменимым материалом, но его уникальность в выгодности – в сочетании низкой цены и высокого качества. Несмотря на некоторые затруднения, винипласт эволюционирует и адаптируется к экологическим вызовам и техническим требованиям. Его модификации открывают множество новых возможностей в промышленности и дизайне.