СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА (ПВХ)

Основные компоненты ПВХ 
1. Винилхлорид CH2=CHCl получают 4-мя способами: 
- из ацетилена – ацетилен (100%) + HCl (102–110%) смешивают, разбавляют азотом и – в контактный аппарат с HqCl2 с катализатором при 120–220°С; 
- из этилена – этилен + Cl2 в соотношении от 1:1,2 до 1:3 при 200–700°С (с катализатором – при 45–60°С) в присутствии разбавителя (дихлорэтан); 
- из дихлорэтана (пиролизом – дегидрохлорированием). 
- новый экономичный способ – из легких бензинов, Cl2 и O2. 

Поток легких бензинов после пиролиза с отношением этилен/ацетилен ? 1/1 сначала гидрохлорируется HCl, а затем хлорируется до дихлорэтана, из которого пиролизом получают винилхлорид. 
После получения винилхлорида – проводят следующие операции: 
- отделение от примесей (парциальная конденсация) 
- сушка 
- сжижение 
- перегонка (под давлением) 
- хранение (в стальных цилиндрах при (-30) – (-50)°С под азотом – без ингибиторов; при повышении температуры хранения – добавляют ингибиторы – гидрохинон и др.). 
2. Вода – деминерализованная, без загрязнений и кислорода. 
3. Суспендирующий агент – защитный коллоид из гидроокисей, фосфатов или карбонатов металлов, каолин и др., или растворимое в воде ВМС (смолы, производные целлюлозы). 
4. Инициатор полимеризации – растворимые в мономере ВХ перекись бензоила, лаурила, хлорацетила и др. 

Схема получения поливинилхлорида суспензионным методом с двумя вариантами сушки и выделения: 1 – реактор-полимеризатор; 2 – сепаратор, в котором отделяется непрореагировавший винилхлорид; 3 – смеситель-усреднитель; 4 – центрифуги; 5 – скоростная сушилка; 6 – сушильный барабан; 7 – сборник полимера; 8 – узел рассева; 9 – циклонный пылеуловитель. 

Рецептура типичной загрузки компонентов в реактор емкостью 10 м3: 

Описание процесса. 
Винилхлорид при интенсивном перемещении суспендируют в воде в присутствии растворимого в мономере инициатора полимеризации и суспендирующего агента. После завершения цикла полимеризации (10–20 часов, включая 2–3 часа на загрузку, выгрузку и вспомогательные работы) получают суспензию с частичками ПВХ размером 75–150 мкм (иногда до 600 мкм). После отделения в сепараторе непрореагировавшего мономера, суспензию через смеситель подают в центрифугу, где она отжимается до 25–30% влажности. Выделенный ПВХ сушат в скоростной сушке и/или в сушильном барабане, обогреваемых горячим (65–150°С) воздухом. Затем ПВХ сортируют на виброситах по размеру частиц и упаковывают в бумажные мешки. Крупным потребителям ПВХ может поставляться в специальных цистернах. 

ПВХ получают полимеризацией винилхлорида (ВХ) тремя способами: 
1. в массе (в автоклаве, с окси-инициаторами); 
2. в эмульсии (с эмульгаторами – мылами); 
3. основной способ – в суспензии. Полимеризацию винилхлорида в России главным образом проводят в водной суспензии (мономер и инициатор нерастворимы в воде) под давлением 4–12 атм при 30–70°С. Инициаторами служат органические пероксиды. Реакция происходит по радикальному механизму и приводит к образованию атактического (нестереорегулярного) полимера. 

Размер частиц ПВХ в суспензии – 100–150 мкм (возможен отсев частиц нужного размера на виброситах). 
Суспензия ПВХ имеет max диэлектрические свойства, высокую водо-, термо- и светостойкость. 
При температурах выше 140°С поливинилхлорид заметно разлагается с выделением HCl. Для повышения термостабильности в полимер вводятся стабилизаторы, тормозящие процесс разложения (органические соли свинца, кальция, амины и т.п.). 

ПВХ является жесткоцепным полимером с довольно высокой температурой размягчения. Для увеличения пластичности ПВХ в полимер добавляются пластификаторы (малолетучие вещества, снижающие температуру стеклования полимера). 

Пластифицированный ПВХ (пластикат) применяется для производства гибкой пленки, линолеума, кожзаменителей, различных изделий широкого потребления. 

Непластифицированный ПВХ (винипласт) – твердый упругий материал с высокой прочностью на удар. Из него получают пленки, листы, трубы вентили, детали насосов и т.д., которые могут эксплуатироваться при температурах, не превышающих 50–60°С. Винипласт сваривается, склеивается и хорошо перерабатывается механическими методами: им можно футеровать электролизные ванны, резервуары для кислот и другие сосуды. 

ПВХ используется для получения мягких и жестких пенопластов. 

Несмотря на ряд ценных свойств, у ПВХ имеются некоторые недостатки, которые могут быть в той или иной степени устранены химической модификацией полимера или сополимеризацией винилхлорида с другими мономерами. 
Международное обозначение поливинилхлорида: 

С-7059 М(РVC-S-7059М), С-6358 М(РVC-S-6358М), С-6768 М(РVC-S-6768М), С-5868 ПЖ(РVC-S-5868PG). 

Применение: 

С-7059 М – Ответственные пластифицированные изделия типа светотермостойкого кабельного пластика, высокопрочные трубы, спецлинолеум, пластифицированные пленки, искусственная кожа. 

С-6358 М – Пластифицированные и полужесткие изделия общего назначения (линолеум, искусственная кожа, пластифицированные пленки) и листы специального назначения. 

С-6768 М – Трубы, профильно-погонажные изделия и прочие пластифицированные материалы (основной ПВХ для производства оконных конструкций). 

С-5868 ПЖ – Пленки и объемная полимерная тара для упаковки пищевых продуктов и товаров народного потребления. 

Показатели качества различных марок поливинилхлорида суспензионного