Уилки Ч., Саммерс Дж., Даниэлс Ч. (ред.). ПВХ (Поливинилхлорид). Получение, добавки и наполнители, сополимеры, свойства, переработка

Пер. с англ под ред. Г.Е. Заикова. - СПб: Профессия, 2007. - 728 с, ил.
На обложке первым указан Саммерс Дж.В русском переводе уникального справочника дан полный обзор важнейших аспектов, связанных с производством, переработкой и применением поливинилхлорида. Рассмотрена история получения ПВХ, уникальные характеристики данного полимера, производство мономера и его полимеризация. Несколько глав посвящены добавкам к ПВХ, которые расширяют области применения последнего — это стабилизаторы, смазки, пластификаторы, технологические добавки, наполнители, армирующие наполнители, а также присадки к смесям и сплавам. Наряду со специальными ПВХ-смолами, рассмотрен хлорированный ПВХ. В книге описывается получение сополимеров, их свойства и процессы производства изделий на их основе. Также подробно рассмотрены такие важные свойства как воспламеняемость, возгораемость, стойкость к воздействию атмосферных условий, а также вопросы конструирования и эксплуатации изделий. Одна из глав посвящена вопросам защиты окружающей среды, здоровья и безопасности жизни людей.
Большой объем информации и универсальность справочника оценят как опытные технологи, конструкторы и инженеры, так и начинающие специалисты.К большому сожалению, пропущены страницы с литературными данными после некоторых глав: нет страниц с 72 по 76, 202-203, 232, 267-269, 311-313, 353, 467, 522-525, 638-641 и 658.СодержаниеПредисловие к русскому изданию
ПредисловиеВведение
Химия и физическая структура
Сырье
Содержание хлора и устойчивость к сгоранию
Морфология полимеризации
Уникальность ПВХ при плавлении
Свойства, которые зависят от состава и предыдущей переработки
Винил - термопластичный эластомер (ТПЭ)
Параметр растворимости ПВХ и легкость компаундирования
История поливинилхлорида
Потребности общества
Индустрия ПВХ - ответственность перед обществом
Исторические события
Хлор
Винилхлорид
Полимеризация
Начало производства ПВХ
Пластифицированный ПВХ как термопластичный эластомер
Провод и кабель
Трубопроводы и фитинги
Материалы для наружной обшивки, окоп и упаковки
Международное общество инженеров по производству,
переработке и применению пластмасс
Устойчивость к атмосферным воздействиям
Воздействие винилхлорида и осторожное обращение с ним.
Переработка отходов
Экономическая значимость
Развитие промышленности ПВХ
ПВХ как главный термопластичный материал
ПВХ как термопластичный эластомер
ПВХ как технический термопласт
Литература
Мономер винилхлорид
Общая информация
Введение
Физические свойства
Реакции винилхлорида
Полимеризация
Реакции замещения по связи углерод-хлор
Окисление
Реакции присоединения
Фотохимия
Пиролиз
Производство
Прямое хлорирование этилена
Оксихлорирование этилена
Очистка этилепдихлорида перед пиролизом
Пиролиз этилендихлорида до випилхлорида
Удаление побочных продуктов
Экономические аспекты
Экологические факторы
Направления развития технологии
Технические требования
Факторы здоровья и безопасности
Литература
Полимеризация
Основные положения
Общее представление о процессе в суспензии
Полимеризация
Отпаривание
Центрифугирование
Сушка и сортировка
Общие сведения о процессе в массе
Специальные понятия
Кинетика полимеризации
Структура и формирование частицы полимера
Перемешивание и дисперсанты
Регенерация винилхлорида
Увеличение производительности реактора
Дефекты цепи и термостойкость
Расширение диапазона молекулярных масс
Сополимеризация
Выводы
Микросуспензионная и эмульсионная полимеризация
Микросуспензионная полимеризация винилхлорида в сравнении с полимеризациями в эмульсии и суспензии
Методика эксперимента и различные варианты
Эмульсионная полимеризация винилхлорида в сравнении с микросуспензионной или суспензионной полимеризацией ПВХ
Процесс периодической полимеризации
Другие аспекты микросуспензионной и эмульсионной полимеризаций ПВХ. Системы ПАВ
Инициаторы
Вода
Сополимеры
Микросуспензия первичных частиц
Эмульсия первичных частиц
Молекулярная масса
Оборудование полимеризации
Гомогенизатор
Корпус реактора
Смешение
Отвод тепла
Оборудование для последующей переработки
Удаление остаточного винилхлорида (отпаривание)
Сушка
Измельчение
Упаковка
Качество продукта
Безопасность и окружающая среда
Литература
Стабилизаторы и смазочные материалы ПВХ
Введение
Мировой рынок стабилизаторов и смазок ПВХ
Структура и деградация ПВХ
Общие положения о стабилизации ПВХ
Общие положения о смазывании ПВХ
Свинцовые стабилизаторы
История стабилизаторов на основе свинца
Производство свинцовых стабилизаторов
Механизм стабилизации свинцом
Наиболее широко применяющиеся свинцовые стабилизаторы
Сильные и слабые стороны свинцовых стабилизаторов
Уровни использования свинцового стабилизирующего/смазочного материала
Оловоорганические стабилизаторы
История оловоорганических стабилизаторов
Производство оловоорганического стабилизатора
Механизм стабилизации оловоорганическими соединениями
Коммерческое значение оловоорганических стабилизаторов
Синергетические добавки для оловоорганических стабилизаторов
Смазывающая способность оловоорганических стабилизаторов
Преимущества и недостатки оловоорганического стабилизатора
Уровни использования оловоорганического стабилизатора/смазки
Смешанные металлические стабилизаторы
История стабилизаторов на основе смешанных металлов
Производство соединений смешанных металлов
Механизм стабилизации смешанными металлами
Синергетические добавки стабилизаторов на основе смешанных металлов
Сложные эпоксиэфиры
Фосфитные сложные эфиры
Второстепенные органические синергетические добавки
Неорганические поглотители кислоты
Преимущества и недостатки смешанных металлов
Уровень использования стабилизатора на основе смешанных металлов/смазки
Смазки для ПВХ
Внутренние и внешние смазки
Трехразрядная классификация смазок
Взаимодействие между смазками
Взаимодействие между стабилизатором и смазкой
Смазывающие стабилизаторы
Стабилизатор и смазка в одном составе
Источники получения смазок
Нефтяные воски
Синтетические углеводородные воски
Минеральные воски
Натуральные триглицериды
Испытания стабилизаторов и смазок
Испытания стабильности в печи
Влияние прессования на прозрачность и цвет
Динамическое измельчение
Испытание стабильности в реометре с крутящим моментом
Тест на плакирование
Тест на летучесть
Тесты на совместимость
Несовместимости стабилизатор-стабилизатор
Поставщики стабилизаторов и смазок для ПВХ
Влияние стабилизаторов ПВХ на окружающую среду
Общие проблемы окружающей среды
Защита окружающей среды при использовании свинца
Защита окружающей среды при использовании кадмия
Защита окружающей среды при использовании бария
Защита окружающей среды при использовании оловоорганических соединений
Стабилизаторы, основанные на пищевых добавках
Химия процессов деградации и стабилизации
Механизм термического дегидрохлорирования
Термически нестабильные структурные дефекты
Гипотетические лабильные структуры
Удлинение полиеновых последовательностей
Ионные пары/квазиионный механизм
Другие возможные механизмы
Автокатализ
Термическая стабилизация
Общие механизмы
Стабилизаторы, содержащие металлы
Органические стабилизаторы
Состабилизаторы
Ведущие стабилизаторы (тиолы сложных эфиров)
Литература
Пластификаторы
Введение
Экскурс в историю
Механизмы пластификации
Типы пластификаторов
Действие пластификатора
Эффективность пластификатора
Низкая температура
Действие (скоротечность) пластификаторов
Растворяющая способность, смешиваемость или совместимость
Технологичность
Рынок пластификаторов
Влияние пластификаторов на здоровье человека
Будущее пластификаторов
Литература
Технологические добавки и эластификаторы
Технологические добавки
Введение
Развитие
Роль технологических добавок в ПВХ
Повышение гомогенности расплава
Гомогенность расплава
Прочность, растяжимость и эластичность расплава
Преимущества технологических добавок в ПВХ
Экструзия
Экструзия вспененных материалов
Каландрование/термоформование
Литье под давлением
Выдувное формование
Поставщики технологических добавок
Эластификаторы
Введение
Развитие
Испытание жесткости и ударопрочности
Метод
Роль плавления (гелеобразование)
Теория эластификации
Эластификаторы - функционирование, особенности, типы
Модификаторы с предопределенным размером частиц
Промежуточные модификаторы
Модификаторы с непредопределенным размером частиц
Другие тины модификации
Выбор эластификаторов
Источники коммерческой информации
Литература
Наполнители и армирующие добавки
Минеральные наполнители матрицы ПВХ
Введение
Свойства минералов
Свойства частицы
Распределение частиц по размеру
Площадь поверхности
Оптические характеристики
Цвет
Соотношение геометрических размеров
Удельная масса / плотность
Твердость по Моосу
Упаковочная фракция частиц
Промышленные минеральные наполнители и армирующие агенты
Карбонат кальция (СаСО₃)
Каолин (А1₂О₃ 2SiO₂ 2Н₂О)
Тальк [Mg₃SiO₁₀(OH)₂]
Слюда [K₂M(Al₂Si₆O₂₀)(OH)₄] (где М - Al, Fe, или Mg)
Барит (BaSO₄)
Волластонит [CaSiO₃]
Сульфат кальция [CaSO₄ 2 Н₂О]
Сиенит нефелина/полевой шпат
Стеклянные микросферы
Использование и разработка для смесей ПВХ
Обработка поверхности и технология связующих составов
Стеараты
Цирконаты, титанаты и циркоалюминаты
Силаны
Литература
Натуральные наполнители для матрицы ПВХ
Введение
Характеристики натуральных волокон
Структура древесины
Химический состав древесины
Композиты ПВХ с натуральными волокнами
Влияние технологических условий переработки
Влияние добавок, присутствующих в составах
Вспенивание композитов ПВХ/натуральные волокна
Износостойкость композитов ПВХ с натуральными волокнами.
Литература
Смеси и сплавы на основе ПВХ
Введение
Смеси ПВХ с высокой термостойкостью
Сополимеры глутаримида
Акрилонитрил-Бутадиен-Стирольные (АБС) смеси
Suprel
Смеси сополимера стирола и малеинового ангидрида (СМА)
Эластичные смеси ПВХ
Смеси сополимеров бутадиена и акрилонитрила
Смеси поликетонов
Агенты, улучшающие совместимость (компабилизатор)
Выводы
Литература
Процессы приготовления смесей
Введение
Связь между полимеризацией и приготовлением смеси
Смещение компонентов в форме порошков
Роль высокоскоростного смешения
Проблемы агломерации при высокоскоростном смешении
Решения проблемы агломерации при высокоскоростном смешении. Течение и упаковка порошка
Удаление мономера винилхлорида
Добавление пластификатора
Распределение и дисперсия ингредиентов
Эффективное диспергирование
Межфазное натяжение при диспергировании
Совместимость материалов при дисперсии
Работа по удлинению при дисперсии
Температурные требования
Предотвращение сдвигового нагревания
Переработка порошка двухшнековой экструзией
Переработка порошка в композицию с помощью закрытого порционного смесителя (смеситель Бенбери) и вальцов
Переработка порошка в композицию в закрытом смесителе непрерывного действия и на вальцах
Переработка порошка в композицию в ходе одношпекового смешения
Переработка порошка в композицию на одношнековом экструдере с возвратно-поступательным движением шпека
Переработка порошка в композицию смешением в двухшнековом экструдере.
Выводы
Литература
Эластичный ПВХ
Источники
Типы полимеров ПВХ, используемых в эластичных приложениях
Строение частиц ПВХ, используемых в производстве эластичных изделий
Предпочтительные способы производства эластичного ПВХ
Составление смесей эластичного ПВХ
Разработка рецептуры
Общие проблемы разработки рецептуры
Свойства, обычно определяемые для полужестких и эластичных продуктов из ПВХ
Добавки, используемые в композициях эластичных ПВХ
Жидкие пластификаторы и твердые эластификаторы
Стабилизаторы на основе свинца
Смешанные металлические стабилизаторы
Наполнители
Смазки
Светостабилизаторы
Ингибиторы горения и присадки, снижающие дымность
Другие добавки
Изделия из эластичных и полужестких ПВХ
Технические требования и контроль качества изделий из эластичных ПВХ
Прочность на растяжение после старения в печи
Термостабильность, измеряемая крутильным вискозиметром
Вязкость расплава
Твердость
Низкотемпературная хрупкость
Совместимость пластификаторов
Влага
Грубая дисперсия, загрязнение и смоляные гели
Небольшие дефекты и поверхностные явления
Нормативные вопросы
Тенденции дальнейшего развития
Литература
ПВХ специального назначения
Дисперсионные и смешанные смолы
Порошковые смолы
ПВХ для порошковых покрытий и пресс-порошок
Специальные суспензионные смолы на основе ПВХ
Смолы сверхвысокой молекулярной массы
Сверхвысокоабсорбирующие смолы
Матирующие смолы
Специальный класс эмульсионных смол
Сополимерные смолы
Традиционные ВХ/ВАц сополимеры
Полимеры, полимеризуемые в растворе
Эластомерные смолы
Обзор хлорированных ПВХ-материалов и областей их применений
Введение
Процесс хлорирования
Хлорированные поливинилхлоридные композиции
Применение хлорированных полихлорвиниловых композиций
Водоснабжение при повышенных температурах
Обращение с коррозионно-опасными жидкостями при повышенных температурах
Системы пожаротушения на основе изделий ХПВХ
Другие изделия на основе ХПВХ
Заключение
Литература
Физические свойства ПВХ
Введение
Характеристика на молекулярном уровне
Характеристика на уровне частиц
Характеристика ПВХ-компаундов
Типичные лабораторные требования к определению характеристик
Другие свойства
Заключение
Литература
Горючесть и термоустойчивость
Введение
Тепловое разрушение и термическое разложение
Термическое разложение и термоустойчивость
Поведение при горении: общие положения
Свойства при нагреве и соответствующие методы испытаний
Воспламеняемость
Простота тушения
Горючесть
Распространение пламени
Выделение тепла
Задымленность
Ингибирование горения и подавление дыма
Токсичность дыма
Моделирование пожаров и оценка опасности пожара
Литература
Приложение I. Определения пожарной безопасности
Приложение II. Значение основных пожарных свойств для конического калориметра
Разрушение ПВХ под влиянием атмосферных воздействий
Введение
Механизм атмосферного воздействия
Сравнение влияния атмосферных явлений на ПВХ и другие полимеры
Методы испытаний устойчивости к воздействию атмосферных явлений
Подвергание внешнему воздействию вне помещений
Ускоренная лабораторная экспозиция
Стандарты на основе испытаний на воздействие атмосферных явлений
Факторы, воздействующие на эксплуатационные свойства ПВХ при работе вне помещений
Стабильность цвета
Стабилизаторы
Красители
Влияние карбоната кальция на устойчивость к воздействию атмосферных явлений
Влияние условий переработки на устойчивость цвета к воздействию атмосферных явлений
Сохранение ударной прочности
Смола ПВХ
Эластификатор
Стабилизатор
Наполнитель
Условия переработки смеси
Стабильность геометрических размеров
Свойства материала
Влияние конструкции изделия
Современные тенденции в промышленности
Заключение
Литература
Переработка ПВХ
Введение
Производство изделий на основе жесткого ПВХ
Экструзия
Одношнековый экструдер
Двухшнековый экструдер
Сравнение цилиндрических и конических двухшнековых экструдеров
Движение расплава к экструзнонной головке
Экструдер с шестеренчатым насосом
Общие понятия о конструкции экструзионной головки
Экструзия вспененных изделий
Калибровка и отвод
Каландрование
Литье под давлением
Термопластавтомат
Конструкция литьевой формы
Раздувное формование
Экструзионио-раздувное формование
Литье с раздувом
Термоформование
Термоформоваиие тонкого листа
Терформование толстого листа
Прессование с высокочастотным нагревом
Переработка композиционных полимерных материалов на основе ПВХ
Наполнители
Вспененный ПВХ
Влияние наполнителей и армирующих агентов на вязкость
Влияние растворенных газов на вязкость
Роль добавок
Переработка ПВХ-содержащих полимеров
Хлорированный ПВХ
ПВХ-АБС
ПВХ-ПММА
Переработка пластифицированного ПВХ
Переработка в жидком состоянии
Нанесение покрытий
Формование полых изделий заливкой и медленным вращением формы
Центробежное формование
Переработка мягких материалов
Переработка полужестких материалов
Экструзия
Раздувное формование
Литье под давлением
Способы соединения деталей
Ультразвуковая сварка
Сварка растворителем
Сварка нагретым инструментом
Механическое крепление
Литература
Конструирование изделий
Введение
Производство хорошего изделия
Конструирование изделий для литья под давлением
Влияние технологических параметров переработки
Свойства материалов отлитых изделий
Влияния условий эксплуатации
Заключение
Литература
Области применения ПВХ: стандарты и нормы, составы исходных композиций
Введение
Источники информации в различных областях применения
Организации
Стандарты и нормативы
Трубы
Организации
Системы водоснабжения
Дренаж, слив и вентиляция
Составы исходных композиций
Строительство
Сайдинг
Окна и двери
Заборы и перила
Настилы
Напольные покрытия
Однослойные кровельные материалы
Другие строительные изделия
Настенные покрытия
Прокладочный материал для захоронений отходов
Расширительные соединения
Потребительские товары и предметы домашнего обихода
Эластичные изделия
Упаковочные материалы
Электротовары/электроника
Кабель-каналы
Транспорт/автомобили
Другие приложения
Медицинские изделия
Покрытия
Организации
Литература
ПВХ: безопасность, охрана окружающей среды и здоровья
Введение
Размер производства и показатели безопасности
Обзор нормативных документов по мономерам и полимерам (ДХЭ, МВХ, ПВХ)
Выбросы в окружающую среду в США
Допустимые концентрации в воздухе вблизи предприятий
Содержание в рабочей зоне
Диоксины
Процессы компаундирования
Исходные материалы
ПВХ смолы: безопасное обращение
ХПВХ
Стабилизаторы
Пластификаторы
Технологические операции
Производство и материалы: смола и компаундирование.
Содержание вредных веществ и выбросы в рабочей зоне.
Безопасность
Пыль ПВХ
Изготовление изделий
Общие сведения
Факторы опасности, связанные с оборудованием
Применение
Строительство
Трубы и фитинги
Сайдинг, окна и заборы/настилы/перила
Упаковка
Медицинские изделия
Автомобили
Игрушки
Безопасность и токсичность при сгорании
Завершение срока эксплуатации
Сокращение отходов, повторное использование и переработка
Сжигание
Захоронение
Литература