Добавки к ПВХ. Состав, свойства, применение

В книге "Добавки к ПВХ. Состав, свойства, применение." приведена классификация добавок к ПВХ по назначению и применению. Детально рассмотрены стабилизаторы (металлические и неметаллические) и системы стабилизации на их основе, включая вопросы деструкции, термостабилизации, составления рецептур и испытаний. Подробно описаны характеристики пластификаторов, процессинговых добавок, оксида титана, смазок, мелонаполнителей, вспенивателей и др.

В отдельных главах книги "Добавки к ПВХ. Состав, свойства, применение" проанализированы наиболее актуальные проблемы, в том числе образование пятен, фотостарение и диффузия добавок. Приведены новые данные о возможных причинах этих явлений, механизме протекания, а также факторах, стимулирующих выделение добавок. Даны практические рекомендации по выявлению и устранению дефектов. Сравнительные характеристики основных марок добавок, данные о производителях, многочисленные таблицы и рисунки облегчат понимание изложения и помогут в выборе добавок для производителей и переработчиков ПВХ.

Предисловие к русскому изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

1. Стабилизаторы для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1. Производство ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2. Термическая деструкция ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
1.3. Однопакетные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

1.4. Термостабилизаторы для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.4.1. Стабилизаторы на неметаллической основе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
1.4.2. Металлические мыла, используемые в качестве базовых стабилизаторов . . .24
1.4.3. Стабилизаторы, содержащие олово . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
1.4.4. Свинцовые стабилизаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
1.4.5. Стабилизаторы на основе редкоземельных металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

1.5. Состабилизаторы для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . 40
1.5.1. Неорганические состабилизаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
1.5.2. Антиоксиданты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
1.5.3. β-дикетоны и их производные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
1.5.4. Эпоксисоединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
1.5.5. Органические фосфиты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
1.5.6. Полиолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
1.5.7. Перхлораты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

1.6. Примеры составления рецептур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..57
1.6.1. Добавки для ПВХ изделий, контактирующих с питьевой водой
и пищевыми продуктами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
1.6.2. Составление конкретных рецептур . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

1.7. Методы испытаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..75
1.7.1. Смешение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
1.7.2. Диспергируемость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
1.7.3. Производство вальцованных листов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
1.7.4. Реология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
1.7.5. Степень гелеобразования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
1.7.6. Температура размягчения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
1.7.7. Термостабильность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
1.7.7. Светостойкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
1.7.9. Цвет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
1.7.10. Глянец . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
1.7.11. Электрическое объёмное сопротивление и емкостное сопротивление . . . . . .96
1.7.12. Помутнение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
1.7.10. Образование отложений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
1.7.11. Твердость по Шору . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
1.7.12. Ударная вязкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98

1.8. Общие направления развития и тенденции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
1.8.1. Производители ПВХ, производственные мощности
и потребление ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
1.8.2. Замена свинца: добровольное обязательство европейской
промышленности ПВХ и другие национальные правила . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .102
1.8.3. Вторичная переработка ПВХ продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
1.8.4. Древопластики на основе ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105

1.9. Анализ некоторых технических проблем при переработке ПВХ и предложения
для решения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
1.9.1. Образование отложений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
1.9.2. Фотоэффекты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
1.9.3. Руководство по устранению неисправностей при экструзии . . . . . . . . . . . . . . . .108
1.10. Производители стабилизаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

2. Вспомогательные добавки для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
2.1. Смазки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..123
2.1.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
2.1.2. Смазки: химия и механизмы действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
2.1.3. Методы описания и испытания смазочных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
2.1.4. Производители смазок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142

2.2. Функциональные наполнители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
2.2.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
2.2.2. Наполнители: химия и влияние . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
2.2.3. Методы описания и испытания функциональных наполнителей . . . . . . . . .169
2.2.4. Производители наполнителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170

2.3. Пластификаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..173
2.3.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
2.3.2. Пластификаторы: химия и механизмы действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
2.3.3. Методы описания и испытаний пластификаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193
2.3.4. Производители пластификаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194

2.4. Диоксид титана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
2.4.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
2.4.2. Диоксид титана: химия и механизмы действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
2.4.3. Методы описания и испытания диоксида титана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208
2.4.4. Производители диоксида титана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208

2.5. Технологические (процессинговые) добавки и модификаторы ударопрочности . . . .209
2.5.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209
2.5.2. Химия и влияние технологических добавок и модификаторов
ударопрочности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210
2.5.3. Методы описания и испытания технологических добавок
и модификаторов ударопрочности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .230
2.5.4. Производители технологических добавок и модификаторов
ударопрочности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234


3. Образование отложений — неизученная область переработки ПВХ . . . . . . . . 241
3.1. Обзор литературы по образованию отложений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .241
3.2. Отложения в вентиляционном узле . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .245

3.3. Образование отложений в технологической оснастке и переходнике . . . . . . . . .247
3.3.1. Типичные составы отложений из технологической оснастки . . . . . . . . . . . . .247
3.3.2. Лабораторные эксперименты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248
3.3.3. Выводы по образованию отложений на технологической оснастке
и переходнике. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .276

3.4. Образование отложений в калибраторе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..278
3.4.1. Типичный состав отслоений в калибраторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278
3.4.2. Возможные механизмы формирования отложений в калибраторе . . . . . . . .279
3.4.3. Исследование формирования отложений в калибраторе . . . . . . . . . . . . . . . . .281
3.5. Рекомендации по устранению неисправностей для предотвращения
образования отложений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284

4. Фотоэффекты отложений — неизученная область переработки ПВХ . . . . . . . 287
4.1. Обзор литературы по фотохимической деструкции ПВХ изделий . . . . . . . . . .287
4.1.1. Фотохимическая деструкция ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287
4.1.2. Деструкция фталатных пластификаторов в ПВХ при атмосферном
воздействии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .294

4.2. Появление синего оттенка под действием света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
4.2.1. Фундаментальные эксперименты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
4.2.2. Результаты и обсуждение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
4.2.3. Выводы по посинению под действием света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304
4.2.4. Перспективы развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .305

4.3. Появление розового оттенка под действием света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..305
4.4. Появление серого оттенка под действием света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308
4.4.1. Истинное посерение под действием света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308
4.4.2. Посерение под воздействием света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308

4.5. Влияние окружающей среды на атмосферное старение пластиковых окон . . .. .311
4.5.1. Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .311
4.5.2. Налет ржавчины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .312
4.5.3. Сажа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .313
4.5.4. Пыльца . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314
4.5.5. Моделирование экологических последствий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315
4.5.6. Исследования с помощью Ксенотеста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329
4.5.7. Восстановление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
4.5.8. Что изменилось для оконных профилей за последние 20 лет: обзор . . . . . . .333

4.6. Мел в качестве наполнителя в изделиях из н-ПВХ. Новое понимание влияния
на характеристику атмосферостойкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .338
4.6.1. Образование оксалата кальция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339
4.6.2. Влияние микроэлементов в меле на атмосферостойкость . . . . . . . . . . . . . . . .344
4.6.3. Карбонат кальция в качестве наполнителя и меление труб из ПВХ . . . . . . . .349


5. ПВХ и устойчивое развитие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
5.1. Изменения в мире . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..358
5.2. От бизнеса к бизнесу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .359
5.3. От бизнеса к обществу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..361
5.4. Химические вещества в меняющемся мире . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..363
5.5. Значимость для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .364
5.6. ПВХ в научной оценке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366
5.7. Обязательства европейской промышленности ПВХ в интересах
устойчивого развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .368
5.8. Проблемы устойчивого развития, определенные в рамках TNS . . . . . . . . . . . . . . .  .372
5.9. Биоразнообразие — шестая проблема? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375
5.10. Программа для устойчивого будущего . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375
5.11. Принимаем ли мы проблемы? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..380
5.12. Синергетический прогресс с Vinyl 2010 и VinylPlus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .381
5.13. Инновации за счет прогресса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..383
5.14. Другие преимущества устойчивого развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .386
5.15. ПВХ и другие отрасли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .388
5.16. Устойчивость без мифов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .394
5.17. ПВХ и будущее . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..395

Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .399