Самыми популярными виниловыми полимерами являются поливинилиденхлорид, винилхлорид с винилацетатом, сополимеры винилхлорида с винилиденхлоридом, а также поливинилхлорид, поливиниловый спирт, полистирол и его сополимеры.
Поливинилхлорид (ПВХ) изготавливают, используя радикально-цепную полимеризацию в блоке или суспензии. ПВХ (поливинилхлорид) – это аморфный полимер. При переработке ПВХ (поливинилхлорид) случаются определенные трудности. Например, термическая нестабильность материала. Она приводит к большой вязкости расплава ПВХ. В связи с этим переработка поливинилхлорида методом экструзии – это достаточно сложный процесс. Для того, чтобы он прошел удачно, важно тщательно подобрать оборудование. Одним из самых популярных способов, позволяющих перерабатывать поливинилхлорид в лист или же в пленку, является процесс каландрования или вальцевания.
Из поливинилхлорида изготавливают множество самых разных пленок, которые в зависимости от состава и степени ориентации, обладают различными свойствами. Часто в состав поливинилхлорида вводят пластификатор, который позволяет получить многообразные пленки (твердые, хрупкие, мягкие, клейкие, растяжимые и т.д.). Если менять степень ориентации, то в итоге можно получать пленки разных видов (одноосноориентированные, равнопрочные двухосноориентированные и т.д.).
В непластифицированные пленки из поливинилхлорида (ПВХ) включают стабилизаторы, предотвращающие термическую деструкцию, в итоге идет выделение НСL. У непластифицированных пленок из поливинилхлорида (ПВХ) очень высокая плотность, которая составляет от 1,35-1,41 г/см3. Проницаемость водяных паров у поливинилхлорида намного превышает проницаемость у полиодефинов. Зато у ПВХ ниже проницаемость газов, что позволяет использовать пленки из поливинилхлорида для упаковки жирных и маслянистых товаров. Непластифицированные пленки из поливинилхлорида (ПВХ) содержат не только различные стабилизаторы, но антистатические добавки, позволяющие предотвращать слипание за счет того, что накапливается статическое электричество.
Свойства непластифицированных поливинилхлоридных пленок зависят от того, какой природы и какое количество будет включено в состав пластификатора. Увеличивая количество пластификатора можно увеличивать мягкость и прозрачность поливинилхлоридных пленок, при этом повышать свойства пленки при воздействии низкой температуры.
*Пластифицированные пленки *
Пленки такого вида характеризуются превосходным блеском и имеют отличный уровень прозрачности. Во многом это возможно за счет модифицикации состава – включение в состав различных пластификаторов и стабилизаторов.
Пластифицированные и непластифицированные пленки, изготовленные из поливинилхлорида, подвергают герметизации, используя высокочастотную сварку. Печать на оба типа пленок наносится без предварительной обработки поверхности (полипропилен, полиэтилен и т.д.). Очень популярными являются тонкие пленки, изготовленные из пластифицированного поливинилхлорида. Их используют в качестве усадочных и растяжимых пленок в супермаркетах (упаковка фруктов, свежего мяса, колбасы и т.д.). Благодаря пленке такого вида можно обеспечивать высокую проницаемость кислорода воздуха, необходимого в сохранении правильного цвета и запаха мясных продуктов. Тару для шампуня, жидкого мыла, средства для посуды изготавливают из пластифицированного поливинилхлорида. Этот тип пленки применяют также для создания упаковки для косметики, смазочных масел и т.д.
Благодаря высокой прочности пленка из непластифицированного поливинилхлорида легко формуется. Её сополимеры часто применяют для термоформования изделий разных видов. После эти изделия снабжаются крышками, изготовленными из алюминиевой фольги, и на поверхность изделия наносится полноцветная печать. Низкая паро- и газопроницаемость – это важнейшее свойством, отличающее изготовленные на основе сополимеров поливинилхлорида (ПВХ) и поливинилдехлорида (ПВДХ) материалы.
Популярен поливинилдехлорид в супермаркетах – его используют как усадочную пленку для упаковки сыра, птицы, мясных, кондитерских и других изделий. Пленка из ПВДХ, обладающая низкой газопроницаемостью, необходима в этом случае для поддержания вакуума, из-за которого внутри упаковки не развиваются бактерии. Вакуумированные мешки, изготовленные из ПВДХ, применяются для созревания сыра. Применение поливинилдехлорид (ПВДХ) не дает появиться корочке и процессу дегидратации. В итоге получаются мягкие и более нежные сыры. Поливинилдехлоридные пленки применяют и в сфере общественного питания и в быту. Их используют для упаковки различных пищевых изделий для обеспечения свежести и аппетитного внешнего вида.
Пленки из ПВДХ получают также методом экструзии (полив на барабан и раздув рукава). Так производят ориентированные поливинилдехлоридные пленки. Если поливинденхлоридная пленка изготавливается методом экструзии через плоскощелевую головку, то тогда требуется её резкое охлаждение, например, погружением в холодную воду или поливом на охлаждающий барабан. Это поможет избежать процесса её кристаллизации.
Наиболее подходящий способ производства двухосноориентированной пленки – это экструзия с раздувом рукава, который позволяет обеспечить одновременно и продольную, и поперечную ориентацию. Ориентированная полипропилендехлоридная пленка в итоге получается очень прочная и прозрачная. Она стойка на продавливание, обладает высокой прочностью на разрыв. Все же такая пленка на упаковочном оборудовании обычно не используется. Это связано с тем, что она по своей структуре доволольно мягкая и бывает «цепляется». Поливинилдехлоридные пленки используются как компоненты в многослойной конструкции (при соэкструзии). В итоге можно получить тонкий слой поливинлдехлорида в многослойном пленочном материале, чего невозможно получить на монопленке. Часто поливинлдехлорид применяют для покрытия целофанновых, бумажных, полипропиленовых подложек.
Поливинилацетат
Изготавливают поливинилацетат (ПВА) полимеризацией винилацетата. Итогом этого процесса является материал, похожий по своим свойствам на поливинхлорид (ПХ), обычно используемый в качестве адгезива для получения комбинированных материалов.
Ацетатная группа в сополимерах винилхлорида с винилацетатом крупнее, чем атом хлора, что позволяет предотвратить близкий межцепный контакт. Это по сути своей внутренний пластификатор, способный обеспечить материалу очень хорошую гибкость. Поливиниловый спирт вырабатывается с помощью гидролиза поливинилацетата.
Поливиниловый спирт имеет одну очень важную отличительную черту – он способен растворяться в воде. У сополимеров этилена и винилового спирта (ПЭВС) превосходные барьерные свойства. Сополимеры этилена и винилового спирта (ПЭВС) обладают низкой проницаемостью. Она с ростом влажности при этом увеличивается. Методом соэкструзии ПВС с полиолефинами (ПЭВД и ПП) можно увеличивать барьерные свойства по отношению к пару и воде.