Поливинилхлорид

ПВХ — это один из самых распространенных полимеров с широкой сферой применения. Трубы, окна, кабели и контейнеры составляют основу изделий и ПВХ, поступающих на вторичную переработку [35-37]. ПВХ после промывки и сушки подвергается тонкому измельчению и вновь используется без переплавления.

Главным недостатком ПВХ является его ограниченная термостойкость, что делает необходимым введение термостабилизаторов для предотвращения масштабной деструкции. Поскольку стабилизаторы ПВХ расходуются при его переработке, а также во время эксплуатации изделий, термостойкость вторично переработанного ПВХ заметно снижается после каждого цикла восстановления.

Термодеструкция ПВХ ведет к образованию двоинь х связей и сшитых структур из-за потери хлористоводородной кислоты. В результате деструкции на стадии переработки расплава вязкость, а вместе с ней и крутящий момент возрастают [38, 39]. Увеличение крутящего момента сопровождается подъемом содержания геля (сшитых структур) (рис. 5.12). Поэтому технологический период должен быть короче, чем время, после которого начинается рост крутящего момента при данных условиях. При этом увеличение вязкости является четким индикатором начала де-струкционного процесса. Этот интервал можно измерить с помощью теста на смешение, и он обычно называется временем динамической термостабильности. Время динамической термостабильности уменьшается с увеличением температуры

переработки и, кроме того, механическое напряжение может сильно повлиять на данный параметр при любой температуре. Влияние условий технологического процесса на время динамической термостабильности показано на рис. 5.13, где это значение приводится как функция температуры при трех скоростях вращения шнека, то есть при различных механических напряжениях [40]. Видно, что время

динамической термостабильности уменьшается при подъеме как температуры, так и частоты вращения (механического напряжения). Влияние последнего параметра. однако, отличается от действия температуры. В самом деле, при низкой температуре увеличение механического напряжения сказывается намного сильнее, чем при более высокой температуре. Это происходит из-за того, что механическое напряжение растет с вязкостью и с уменьшением температуры. При низкой температуре изменение вязкости с градиентом скорости более заметно, чем при высокой температуре, ввиду более выраженного неныотоновского поведения расплава. Это изменение вязкости отражается в большем изменении времени динамической термостабильности с частотой вращения, то есть с изменением механического напр жения. Низкие значения времени динамической термостабильности, особенно при высоких температурах и механических напряжениях, являются наиболее существенным ограничением при вторичной переработке ПВХ.

Процедуры вторичной переработки могут все более уменьшать защиту от термодеструкции, даваемую стабилизатором, введенным до первой переработки полимера. При увеличении числа этапов вторичной переработки крутящий момент возрастает, а величина времени динамической термодеструкции уменьшается (рис. 5.14) [40]. Как уже говорилось, оба эти эффекта определенно указывают на усиление деструкции с ростом числа циклов переработки.

Таким образом, переработка ранее уже восстановленного ПВХ труднее переработки первичного полимера из-за пониженной эффективности стабилизатора и уменьшения интервала времени динамической термодейструкции. Явление деструкции при переработке значительно влияет на механические свойства. На рис. 5.15 показаны зависимости прочности при растяжении и относительного удлинения от числа циклов переработки [41]. Величины обоих параметров уменьшаются по мере увеличения числа процедур перемешивания, что можно объяснить уменьшением молекулярной массы и образованием сопряженных двойных связей, которые увеличивают жесткость макромолекул.

Когда во время технологических операций по повторной переработке пред-аринимаются меры по защите от значительной деструкции, механические свойства вторичного материала близки к таковым исходного полимера. В качестве примера в табл. 5.7 приводятся некоторые свойства образца восстановленного ПВХ; для сравнения там же приведены аналогичные данные образца из оригинального полимера [35]. Вторичный ПВХ был сделан из отслуживших оконных рам из ПВХ. Свойства двух образцов очень близки, что показывает, что при создании оптимальных условий при повторной переработке ПВХ может быть использован в тех же приложениях, что и исходный полимер.