• Материал и рецептура
• Технологический процесс и оборудование
• Качество и экологическая безопасность

Материал и рецептура.

Поливинилхлорид, или, сокращенно, ПВХ, является одним из старейших известных пластиков. Его химическая формула [-CH2CHCl-]n . ПВХ впервые был получен в 1835 году. Основы технологии индустриального производства ПВХ были разработаны в 1912 году, а в начале 30-х годов прошлого века на заводах США и Германии были изготовлены первые промышленные партии.

В структуре мирового рынка пластмасс ПВХ занимает второе место после полиэтилена. Примерно четверть производимого ПВХ идет на изготовление труб и фитингов, пятая часть – на профили из жесткого ПВХ, прежде всего для оконных и дверных систем.

В России основными производителями ПВХ являются «Саянскхимпром» (Саянск), «Пласткард» (Волгоград) и «Каустик» (Стерлитамак). Получают ПВХ-сырье в виде мелкого белого порошка (ПВХ-смолы).

Изделиям из ПВХ присущи высокая атмосферная и химическая стойкость, низкие коэффициенты теплопроводности и линейного расширения, достаточно высокая механическая прочность.

Эффективность ПВХ как конструкционного материала реализуется только при использовании необходимых добавок (аддитивов), рецептуры которых обеспечивают требуемые свойства пластика и изделий из него.

Так как переработка ПВХ производится при температурах выше 150oС, для предотвращения деструкции в него необходимо вводить термостабилизаторы. Наиболее распространенными и эффективными стабилизаторами на сегодняшний день являются соединения на основе свинца. В последние годы все более широкое применение находят также кальциево-цинковые стабилизаторы (CaZn), которые, однако, уступают по своим стабилизирующим свойствам свинцовым и стоят существенно дороже.

Для повышения физико-технических характеристик применяются модификаторы ударной вязкости.

Для придания белизны используются пигменты. Универсальным пигментом, обладающим высокой разбеливающей способностью, является диоксид титана. Он также способствует максимальной атмосферостойкости ПВХ.

Для придания других специфических свойств используются: модификаторы перерабатываемости, абсорберы ультрафиолетовых лучей, антиоксиданты, антистатики, лубриканты (смазки), пластификаторы, наполнители.

Основное внимание при разработке рецептуры ПВХ для профилей системы «EXPROF» уделялось достижению низкого коэффициента линейного расширения, допускающего использование профиля при перепаде температур от –60oС до +60oС, и высокого коэффициента сопротивления теплопередаче, обеспечивающего повышенные теплозащитные свойства профиля для использования его в суровых климатических условиях Сибири.

В качестве основы композиции ПВХ используется ПВХ-смола производства «Саянскхимпром». По качеству это сырье соответствует всем международным стандартам и на сегодняшний день лучшее в России.

Все необходимые добавки, используемые в нашей рецептуре, также импортного производства. В их составе: модификатор перерабатываемости, различного рода смазки, акриловый модификатор ударопрочности, карбонат кальция (мел), двуокись титана.

Основным стабилизирующим компонентом в композиции ПВХ является двухосновный фосфит свинца. Он является не только высокоэффективным термостабилизатором при переработке жёстких композиций ПВХ, но и выполняет функцию абсорбера ультрафиолета, увеличивая стойкость профиля к воздействию солнечных лучей. Стабилизаторы на основе комплексов свинца являются на сегодняшний день более эффективными в сравнении с такими стабилизирующими системами как кальций-цинковые стабилизаторы, стабилизаторами на основе олова и др. Они обеспечивают более высокую стабильность ПВХ-смолы в процессе переработки и материала в готовых изделиях при эксплуатации.

Технологический процесс и оборудование.

Первые опыты по экструзии ПВХ относятся к 20 годам прошлого века, а первые промышленные шнековые экструдеры для переработки термопластических материалов были созданы в 30-е – 40-е годы. Промышленное производство оконных профилей из ПВХ началось в 50-е годы. Ведущими производителями экструзионного и послеэкструзионного оборудования являются австрийские компании Cincinnati Extrusion, Greiner, Technoplast, немецкие Krauss Maffei, Battenfeld, Weber, итальянские Amut, Bandera, Bausano,Sica.

С 1996 года началось создание современных экструзионных производств в России.

Компания «Экспроф» в июне 2001 года наладила в Тюмени первую в Западной Сибири экструзионную линию по производству ПВХ-профилей для изготовления оконных и дверных блоков системы «EXPROF». В настоящее время компания располагает уже двумя линиями, которые способны обеспечивать профилем производство 200 000 кв. м оконных и дверных блоков в год. Профили «EXPROF» производятся на ультрасовременном оборудовании производства австрийских фирм Cincinnati Extrusion и Greiner. В перспективе планируется расширение производства до шести экструзионных линий.

Процесс изготовления ПВХ-профилей «EXPROF» включает в себя следующие операции:

1. ПВХ-смола и комплексная добавка тщательно смешиваются при высокой температуре в специальном смесителе. Затем готовая композиция посредством вакуумной загрузки из промежуточной ёмкости поступает в экструдер «Titan 58 P», где происходит её плавление и переход из твёрдого в вязкотекучее состояние до получения однородного высокогомогенизированного расплава, который затем под давлением нагнетается в формующую фильеру.
2. Далее в формующей фильере, установленной на экструдере, происходит формование профильной заготовки.
3. На калибровочном столе устанавливаются калибровочные ванны сухого и мокрого типа, в которых происходит калибрование и охлаждение профиля до температуры окружающей среды.
4. Далее в технологической цепи установлено гусеничное приёмное устройство с интегрированным пильным станком. При помощи тянущего устройства происходит равномерное стягивание профиля в устройство для распила профиля на отрезки заданной длины (6,5 м).
5. После отрезного устройства профиль попадает на откидной стол, при помощи которого он откидывается от оси экструзии в накопитель готовых профилей.
6. После этого готовый профиль упаковывается в палеты и отправляется на склад готовой продукции. Важнейшие технологические параметры контролируются и регулируются с помощью автоматизированной системы управления технологическим процессом, обеспечивая стабильность качества готовой продукции.

Качество и экологическая безопасность.

С 2001 года в России требования к оконным профилям из ПВХ регламентируются ГОСТ 30673-99 «профили поливинилхлоридные для оконных и дверных блоков. Технические условия». Качественные характеристики профилей «EXPROF» полностью удовлетворяют требованиям данного ГОСТа, что подтверждается результатами сертификационных испытаний и соотвтествующими сертификатами.

Бытует мнение, что поливинилхлорид и изделия на его основе представляют опасность для окружающей среды и здоровья людей. Основные претензии высказываются по наличию в составе полимера хлора и соединений свинца (при использовании в производстве свинцовых стабилизаторов).

Объективно, наличие какого-либо химического элемента в составе сложного соединения не является основанием для заключения о его экологической опасности или безопасности. Например, хлор, представляющий в свободном состоянии ядовитейший газ, входит основным компонентом в состав обычной поваренной соли (NaCl). Что касается соединений свинца, то они надежно замкнуты в полимерной структуре. Стабилизированные свинцом пластиковые трубы для питьевой воды эксплуатируются в Германии уже более 30 лет, и их отрицательного воздействия на здоровье людей не выявлено.

Современная технология производства профилей, используемая ООО «Экспроф», исключает выбросы токсичных и ядовитых веществ и вред для здоровья производственного персонала, так как процессы смешивания, плавления и формования происходят в герметически изолированных корпусах, компоненты исходного сырья поступают в производство и загружаются расфасованными в специальной упаковке. Опубликованные данные исследований Венского университета экономики свидетельствуют, что производство оконных профилей из ПВХ по сравнению с производством аналогичных профилей из других материалов менее энергоемко и меньше загрязняет окружающую среду.