Винил пластик өндірісі процесі және оны еден жабынында қолдану
Винил пластик - электр кабельдері мен құбырларынан бастап еден жабындарына дейін күнделікті өмірде жиі қолданылатын полимерлі материал. Құрылыста және интерьер дизайнында винил беріктігі, күтім жасаудың қарапайымдылығы және әртүрлі үлгі нұсқаларымен кеңінен танымал. Дегенмен, өзінің жылтыр және заманауи көрінісімен винил ұзақ химиялық өндіріс пен өндіріс процесінен өтеді. Бұл мақалада винил пластиктің (ПВХ) өндіріс процесі және бұл материалдың еден жабынында қалай қолданылатыны талқыланады.
Винил пластик дегеніміз не?
Өнеркәсіпте «винил» термині әдетте мономер винилхлоридінен (VCM) жасалған полимер ПВХ-ны (поливинилхлорид) білдіреді. ПВХ термопластик болып табылады, яғни оны қыздыру арқылы жұмсартуға және салқындаған кезде қайтадан қатайтуға болады. Бұл қасиет ПВХ-ны әртүрлі өнімдерге оңай қалыптауға мүмкіндік береді.
ПВХ екі кең санатқа бөлінуі мүмкін:
1. Қатты ПВХ (uPVC), мысалы, құбырлар мен терезе профильдері үшін.
2. Икемді ПВХ, мысалы, кабельдер, синтетикалық былғары және винил еден жабындары үшін.
Еденге қойылатын талаптар үшін ПВХ әдетте икемді немесе жартылай икемді түрде жасалады, оған баспалдақпен жүруге ыңғайлы және қысымға төзімді болу үшін белгілі бір қосымша материалдар қосылады.
ПВХ өндірісінің негізгі шикізаты
Винил пластикті жасау процесі екі негізгі шикізат көзінен басталады:
– Мұнайдан немесе табиғи газдан алынатын этилен (этилен).
– Хлор әдетте тұздың (NaCl) электролизі арқылы алынады.
Екеуінің тіркесімі винилхлорид мономерінің (VCM) түзілуіне негіз болады, ол кейіннен ПВХ-ға полимерленеді.
Винил пластик (ПВХ) өндірісінің кезеңдері
1. Хлор мен каустикалық соданы өндіру (тұз электролизі)
Хлор тұз ерітіндісінің (тұзды ерітінді) электролизі арқылы алынады. Хлордан басқа, бұл процесс қосалқы өнімдер ретінде күйдіргіш сода (NaOH) және сутегі (H₂) да түзеді. Бұл хлор келесі қадамда аралық қосылыстарды алу үшін қолданылады.
2. ЭДК (этилен дихлориді) түзілуі
Этилен хлормен әрекеттесіп, ЭДК (1,2-дихлорэтан) түзеді. Бұл реакция бақыланатын жағдайларда, әдетте оның тиімділігін қамтамасыз ету үшін катализаторды қолдану арқылы жүзеге асырылады. ЭДК маңызды аралық өнім болып табылады, себебі оны VCM алу үшін «жарып» алуға болады.
ЭДК қалыптастырудың екі жалпы жолы бар:
– Тікелей хлорлау: этилен + хлор → EDC
– Оксихлорлау: этилен + HCl + O₂ → EDC + H₂O
Оксихлорлау жолында әдетте қосымша өнім ретінде пайда болатын HCl қолданылады, бұл оны тиімдірек және процеске ыңғайлы етеді.
3. VCM (винилхлорид мономері) өндірісі
Содан кейін ЭДК крекинг процесі (пиролиз) арқылы қыздырылады, нәтижесінде келесілер алынады:
– VCM (винилхлоридті мономер)
– HCl (сутегі хлориді) қосымша өнім ретінде
Түзілген HCl тиімділікті арттыру және қалдықтарды азайту үшін көбінесе оксихлорлау процесіне қайтарылады.
VCM жоғары реактивті материал болып табылады және онымен жұмыс істеу кезінде қатаң қауіпсіздік шараларын сақтау қажет, себебі ол белгілі бір мөлшерде болған кезде қауіпті материал болып табылады.
4. VCM-ді ПВХ-ға полимерлеу
Винил пластик өндірісінің негізгі кезеңі - полимерлеу, ол VCM мономерлерін ұзын полимер тізбектеріне (PVC) біріктіруді қамтиды. Полимерлеуді бірнеше әдістермен жүзеге асыруға болады:
– Суспензия полимерлеуі (ең көп таралған): өңдеуге оңай түйіршікті түрдегі ПВХ шайырын шығарады.
– Эмульсиялық полимерлеу: көбінесе белгілі бір қолданбалар үшін (мысалы, жабындар) қолданылатын ұсақ бөлшектерді түзеді.
– Көлемді полимерлеу: арнайы сипаттамалары бар ПВХ шығарады.
Нәтижесінде әртүрлі өнімдерге арналған қоспалармен араластырылатын негізгі материал - ПВХ шайыры алынады.
5. Қоспа жасау: қажетті қасиеттерді алу үшін қоспаларды араластыру.
Таза ПВХ шайыры қатты және салыстырмалы түрде сынғыш. Еденге жарамды болу үшін ПВХ келесідей қосымша материалдармен араластыруды қамтитын қоспалау процесінен өтуі керек:
– Пластификатор: ПВХ-ны икемді және ыңғайлы етеді, бұл икемді винил еден жабыны үшін маңызды.
– Жылу тұрақтандырғышы: өндіріс процесінде қыздырылған кезде ПВХ-ның ыдырауына жол бермейді.
– Толтырғыш (мысалы, кальций карбонаты): беріктікті арттырады, құнын төмендетеді және тығыздыққа әсер етеді.
– Пигменттер мен бояғыштар: түс береді немесе көрнекі сапаға көмектеседі.
– УК сәулелеріне қарсы және антиоксидантты қоспалар: материалдың түсінің өзгеруіне және қартаюына жол бермейді.
– Отқа төзімді қоспалар: ғимараттардың қауіпсіздігін арттырады.
Бұл қоспалардың құрамы винил еденнің соңғы сапасын, соның ішінде сызаттарға төзімділікті, икемділікті және өлшемдік тұрақтылықты анықтайды.
6. Винил парақтарын немесе плиткаларын қалыптау (парақ/плитка өндірісі)
Қоспа дайын болғаннан кейін, материал соңғы пішініне дейін өңделеді. Еден жабыны үшін әдетте бірнеше қалыптау технологиялары қолданылады:
– Каландрлеу: ПВХ қоспасы біркелкі қалыңдықтағы парақтарды қалыптастыру үшін үлкен роликтер арқылы өткізіледі. Бұл әдіс винил парақтары үшін кең таралған.
– Экструзия: материал белгілі бір профильді қалыптастыру үшін қалып арқылы итеріліп шығарылады, содан кейін тегістеледі.
– Престеу/ламинациялау: бірнеше қабаттар қысым мен жылу арқылы бір-біріне қосылады.
Қазіргі заманғы еден жабыны өндірісінде винил еден жабыны әдетте бірнеше қабаттан (көп қабатты) тұрады, мысалы:
1. Артқы қабат (төменгі қабат): тұрақтылық пен адгезияны сақтауға көмектеседі.
2. Өзек қабаты (өзек): беріктік пен құрылымды қамтамасыз етеді.
3. Сәндік қабат: өрнек қабаты (ағаш, тас, мәрмәр және т.б.).
4. Тозуға төзімді қабат (қорғаныш қабаты): үйкеліс пен сызаттарға төзімді мөлдір қабат.
5. Қосымша жабын (міндетті емес): дақ түспейтін немесе тайғанауға қарсы қосымша қорғаныс.
Еденде винилді қолдану
Винил еден жабыны үшін танымал таңдау болып табылады, себебі ол эстетика мен функционалдылықты біріктіреді. Оның қолданылуы мен артықшылықтарының кейбірі:
1. Премиум көрінісі бар үнемді балама
Винил еден жабыны ағашты, табиғи тасты және тіпті заманауи өрнектерді нақты материалдарға қарағанда қолжетімді бағамен имитациялай алады. Бұл оны үйлерге, кеңселерге, бөлшек сауда дүкендеріне және басқа да коммерциялық кеңістіктерге жарамды етеді.
2. Су өткізбейтін және ылғалды жерлерге жарамды
Винил еден жабындарының көптеген түрлері су өткізбейтіндігімен ерекшеленеді, бұл оларды ас үйде, кір жуатын бөлмелерде және қонақ бөлмелерде танымал етеді. Дегенмен, сапалы орнату судың қосылыстар арқылы ағып кетуіне жол бермеу үшін өте маңызды.
3. Басуға ыңғайлы және дыбысты бәсеңдетеді
Керамикамен салыстырғанда, винил аяқ астында жылырақ және жұмсақ болады. Қабатталған құрылым, әсіресе көбікті арқалығымен, аяқ дыбысын бәсеңдетуге көмектеседі, бұл бөлмені жайлы етеді.
4. Оңай техникалық қызмет көрсету
Винилдің тозу қабаты даққа төзімді және тазалау оңай болу үшін жасалған. Әдетте, оны жұмсақ тазартқышпен сыпырып, сүрту жеткілікті. Бұл оны көп адам жүретін жерлерге жарамды етеді.
5. Жылдам орнатылады және әртүрлі форматтарда қолжетімді
Винил еден жабыны әртүрлі формаларда болады:
– Винил рулон/парақ (рулондар)
– Винил плитка
– Сәнді винил плитка/LVT
– Сәнді винил тақтайша/LVP
– SPC (тас-пластикалық композит) және WPC (ағаш-пластикалық композит) – бұл жақсы тұрақтылық үшін композиттік өзегі бар ПВХ негізіндегі еден жабындарының нұсқалары.
Шертпелі жүйе пішімі (құлыптау) желімсіз орнатуды жеңілдетеді, ал желімдеу форматы үлкен аумақтар мен ауыр пайдалану үшін жарамды.
6. Тозуға және сызаттарға төзімділік (тозу қабатына байланысты)
Винил еденнің беріктігі тозу қабатының қалыңдығы мен сапасына байланысты. Коммерциялық аймақтарда тез тозуды болдырмау үшін әдетте қалың тозу қабаты қажет.
Жабу
Винил пластик (ПВХ) өндіріс процесі хлор өндіруден және этиленмен әрекеттесуден бастап, VCM түзілуіне, ПВХ-ға полимерленуіне және қажетті қасиеттерге жету үшін әртүрлі қоспалармен қосылуға дейінгі химиялық қадамдарды қамтиды. Содан кейін ПВХ еден жабыны ретінде пайдалануға дайын парақтарға немесе плиткаларға каландрлеу немесе ламинаттау сияқты өнеркәсіптік процестер арқылы қалыптасады.
Интерьер дизайны мен құрылыс әлемінде винил еденге арналған практикалық шешім болып табылады, себебі ол берік, күтімі оңай, су өткізбейді және көрнекі нұсқалардың кең ауқымын ұсынады. Өндіріс процесі мен материалдың сипаттамаларын түсіну арқылы біз кеңістік пен пайдалану талаптарына сәйкес келетін винил еденнің дұрыс түрін ақылмен таңдай аламыз.
Қаласаңыз, винил еден жабындарының түрлерінің (LVT, SPC, WPC, ролик) салыстыру бөлімін және оларды үйлерде, кеңселерде және коммерциялық аймақтарда пайдалану бойынша ұсыныстарды қоса аламын.
