Свободно-вспененные листовые ПВХ пластики

ПОЛИВИНИЛХЛОРИД (ПВХ) - один из наиболее распространенных в настоящее время полимерных материалов. Достаточно коротко перечислить изделия, производимые из него - линолеум, искусственная кожа, различные пленки, в том числе самоклеящиеся и для формования блистера, профильные изделия (окна, двери, каркасы), кровельные конструкции. История ПВХ начинается в 1912 году, когда два немецких ученых Klatte и Zacharias впервые получили его методом полимеризации мономера винилхлорида (хлорированного этилена). В настоящее время ПВХ производят в очень больших количествах методами эмульсионной, суспензионной и блочной полимеризации из газообразного винилхлорида, который в свою очередь получают из ацетилена и соляной кислоты или из продуктов "большой" нефтехимии - этилена и хлора.

Более 20 лет назад на рынке листовых термопластичных материалов появились пластики изготовленные из ПВХ. В последнее время наиболее универсальным материалом, применяемым в различных областях производства рекламной продукции, в строительстве, в оформлении интерьеров, являются листы из вспененного ПВХ, получаемые методом экструзии пластифицированного поливинилхлорида с одновременным его газонаполнением (в России все виды вспененных ПВХ листов называют пластиками - в дальнейшем будем использовать этот термин). В результате получают легкий и достаточно прочный листовой материал. Некоторые виды ПВХ пластиков получают нанесением на вспененную основу двух слоев (сверху и снизу) твердого сплошного ПВХ методом соэкструзии или по технологии "Celuka". В этом случае получают легкий вспененный лист, имеющий жесткую прочную глянцевую блестящую поверхность. Вспененные пластики ПВХ представляют специфический вид листовых материалов со многими выдающимися качествами, такими как небольшой вес, долголетие, устойчивость к внешним погодным условиям, в том числе к действию УФ-излучения и влажности, простота механической обработки, высокая химическая стойкость к агрессивным средам, огнестойкость превосходная способность к термо- и вакуумформованию.

В настоящее время на российском рынке представлены ПВХ пластики нескольких основных производителей: фирма "SIMONA" - Германия (марки "SIMOPOR", "SIMOPOR-LIGHT", "SIMOCEL-AS", "SIMOCEL-COLOR", "COPLAST-AS", "COPLAST-AS-X", "PVС-GLAS", "PVС-D"), фирма "VEKA" - Гермагия (марки "VEKAPLAN S, SF, SR, K, KT", фирма "KOMMERLING" - Германия (марки "KOMACEL", "KOMATEX", "KOMADUR", фирма "FOREX" - Швейцария, фирма "PALRAM" - Израиль (марки "PALIGHT-S", "PALIGHT-2001"), фирма "INTERPLAST" - США (марки "INTEFOAM", "INTECEL", "INTECLEAR"). Ассортимент ПВХ пластиков этих фирм включает в себя вспененные, компактные (сплошные), соэктрузионные (вспененные покрытые с двух сторон сплошным тонким ПВХ) и прозрачные листовые материалы.

Вспененные пластики ПВХ подразделяются на свободно-вспененные пластики с интегрально распределенной пенистой структурой и пластики, имеющие внутреннюю пенистую структуру покрытые с двух сторон тонким слоем сплошного глянцевого ПВХ.

Свободно-вспененные пластики производятся методом экструзии. В экструдере происходит вспенивание расплавленной массы пластифицированного ПВХ и после формирующей лист "головки" полученный материал проходит через систему из 3-х валов, расположенных друг над другом. Здесь происходит охлаждение и формирование поверхности и толщины листа. Валы имеют идеальную поверхность высокой степени чистоты обрабатки, которая обеспечивает гладкую матовую шелковистую поверхность пластика. Далее при прохождении листа по экструзионной линии происходит обрезка кромок по заданной ширине, резка по заданной длине и автоматическое складирование полученных листов. Таким способом получают белые и цветные пластики VEKAPLAN SF (2-10 мм), KOMATEX (1-10 мм) INTEFOAM (1-10 мм). Наиболее широкий спектр свободно-вспененных пластиков выпускает фирма "SIMONA".

•  "SIMOCEL-AS" (белый) обладает уникальными антистатическими и УФ-защитными характеристиками за счет введения в массу ПВХ в процессе экструзии специальных добавок. Так как ПВХ сам по себе является хорошим электроизоляционным материалом на поверхности листов накапливается электростатический заряд, что приводит к постепенному загрязнению материала за счет притягивания частичек грязи и пыли. Это влечет за собой ухудшение внешнего вида и снижение адгезионных свойств поверхности, что влияет на лакировку, на качество клеевого слоя при нанесении аппликативных пленок, на качество печати различными способами и на дальнейшие ступени обработки материала. Вспененные ПВХ пластики марки "SIMOCEL-AS" содержат антистатические добавки во всей массе материала, откуда они постоянно мигрируют к поверхности пластика. Это приводит к постоянному образованию на поверхности слоя, который отводит электрический заряд и сохраняет высокие антистатические и, соответственно, адгезионные характеристики поверхности пластика. Присутствие антистатических и УФ-стабилизаторов в массе пластика обеспечивает постоянную защиту поверхности листов от выгорания под действием света и от загрязнения из-за отсутствия на поверхности статического электрического заряда. Это облегчает очистку листов и позволяет достигать высокого качества при нанесении на пластик различных видов печати и при наклеивании различных пленок. Толщина листов 2-8 мм, стандартные размеры 2000х1000, 2400х1220, 3050х1220, 3050х1530 мм.
•  "SIMOCEL-COLOR" (красный, черный, зеленый, желтый, синий, серый) обладает УФ-защитными характеристиками, что препятствует быстрому выгоранию красок с поверхности пластика. Толщина 3, 5, 6 мм, размеры 2440х1220, 3050х1220 мм.
•  "SIMOPOR" (белый) не имеет в своем составе УФ-стабилизатора, однако, благодаря большому количеству в составе полимера белого красителя (двуокиси титана) в сочетании со специальными антиоксидантами этот пластик наиболее погодоустойчив по сравнению с другими аналогичными листовыми материалами. Толщина 1-5 мм, размеры 2000х1000, 2400х1220, 3050х1220, 3050х1530, 3050х2030 мм.
•  "SIMOPOR-LIGHT" (облегченный белый) выгодно отличается от всех других подобных вспененных пластиков ПВХ очень малой плотностью (0,5 г/см³) за счет более интенсивного вспенивания массы ПВХ при сохранении остальных высоких погодостойких и эксплуатационных характеристик. Уменьшенный вес и высокая жесткость предполагают новые сферы использования этого пластика в рекламных технологиях и в строительстве. Толщина 6, 8, 10, 13, 15, 19 мм, размеры 2000х1000, 2400х1220, 3050х1220, 3050х1530, 3050х2030 мм.

Вспененный ПВХ пластик - это легкий термопластичный материал очень устойчивый к воздействию внешней среды, погодных условий, агрессивных сред, коррозии. Этот материал практически не впитывает воду и атмосферную влагу из воздуха. Это обстоятельство исключает набухание и, как следствие этого, деформацию и коробление изделий из ПВХ пластика в течение всего срока эксплуатации. Даже непосредственный длительный контакт с водой не изменяет внешнего вида и эксплуатационных характеристик материала. Таким образом, использование ПВХ пластика для изготовления рекламной продукции, в частности внешней рекламы на открытом воздухе, как нельзя более удовлетворяет современным требованиям в рекламном и строительном бизнесе.

Вспененный ПВХ является прекрасным звуко- и теплоизолирующим материалом. Это качество позволяет использовать ПВХ пластик в строительстве и дизайновом оформлении внутренних помещений.

Неоспоримым преимуществом ПВХ пластиков является их высокая пожаробезопасность (ГОСТ 12.1.044-89 п.4.3). Значения "Кислородного Индекса" (КИ) для всех видов этих материалов превышают 35%. Это значительно выше значения КИ=21%, что соответствует содержанию кислорода в атмосфере воздуха, поэтому все ПВХ пластики можно отнести к группе пожаробезопасных трудногорючих материалов, не поддерживающих горение на воздухе. По стандарту, принятому в Германии (DIN 4102) ПВХ пластики относятся к категории пожаробезопасности В1 для толщин 1-8 мм. По стандарту UL 94 (США) - V-0 (>2 мм), в России это соответствует категории высокой огнестойкости ПВ-0 (ГОСТ 28157-89). Основные эксплуатационные характеристики вспененных ПВХ пластиков приведены в таблице 1.

Указанные вспененные ПВХ пластики широко применяются для изготовления различных изделий достаточно сложной формы методами термо- и вакуумформования. Основные параметры процесса при этом должны быть следующими:

• Мощность нагревателя: 20 кВт/м²
• Отдача тепла на материал: 75%
• Расстояние от нагревателя: 200 мм
• Время нагрева для толщины 3 мм: 38 сек
• Температура листа: 160°С (макс. 180°С)
• Вакуум: < 1 мм.рт.ст.
• Радиус закругления углов: 3-5 толщины листа
• Отношение площадей поверхностей до и после формования:
  - для SIMOCEL-AS - макс. 1:1.5;
  - для SIMOPOR - макс. 1:2.

Возможно применение как позитивного, так и негативного формования, однако, при позитивном формовании обеспечивается большая равнотолщинность изделий. Это объясняется тем, что термоусадка листов (в направлении экструдирования) при негативном формовании всегда больше 1%, а при позитивном формовании эта величина составляет 0,5-0,8%.

Другие виды ПВХ пластиков, как вспененные, так и компактные (в том числе прозрачные), а также способы их обработки будут представлены в продолжении данной статьи в следующих номерах журнала.