Поливинил хлоридын хуванцарыг хэрхэн хийх вэ болон барилгын ажилд ашиглах нь
Поливинил хлорид (PVC) нь дэлхийд, ялангуяа барилгын салбарт хамгийн өргөн хэрэглэгддэг хуванцаруудын нэг юм. Үүний түгээмэл байдал нь үндэслэлтэй: PVC нь харьцангуй хэмнэлттэй, бат бөх, зэврэлтэнд тэсвэртэй, боловсруулахад хялбар бөгөөд нэмэлт бодис нэмэх замаар хатуугаас уян хатан хүртэлх шинж чанараа "тохируулж" болно. Барилгын салбарт PVC нь хоолой, хавтан, хүрээ, кабелийн бүрээс, винил шал, дээврийн мембран, тэр ч байтугай дотор талын профайлд байдаг. PVC яагаад ийм олон талт болохыг ойлгохын тулд үүнийг хэрхэн хийдэг, түүний шинж чанар нь үйл явц, найрлагаар хэрхэн өөрчлөгддөгийг ойлгох нь чухал юм.
PVC гэж юу вэ?
PVC нь винил хлоридын давтагдсан нэгжүүдээс бүрдсэн термопластик полимер юм. Цэвэр газрын тосноос гаргаж авсан бусад олон хуванцараас ялгаатай нь PVC нь ихэвчлэн давснаас (NaCl) электролизийн процессоор гаргаж авсан хлор агуулдаг. Энэхүү найрлага нь PVC-д сайн химийн эсэргүүцэл, зарим цэвэр нүүрсустөрөгчийн полимерээс өөр шаталтын шинж чанарыг өгдөг боловч хатуу аюулгүй байдал, байгаль орчны менежмент шаарддаг.
Ерөнхийдөө PVC нь хоёр том бүлэгт хуваагддаг:
1. Хатуу PVC (uPVC / хатуу PVC): бат бөх, хэмжээст тогтвортой, хоолой, цонхны профайл, ус зайлуулах хоолойд түгээмэл хэрэглэгддэг.
2. Уян хатан PVC (хуванцаржуулсан PVC): хуванцаржуулагч нэмдэг тул илүү уян хатан бөгөөд ихэвчлэн кабель, хоолой, мембран, винил шаланд ашигладаг.
PVC үйлдвэрлэх гол түүхий эд
Аж үйлдвэрийн бүтээгдэхүүн болох PVC үйлдвэрлэл нь ихэвчлэн "винил хлорид"-оос үе шатгүйгээр шууд эхэлдэггүй, харин үндсэн түүхий эдээс гаргаж авсан хэд хэдэн процессоор дамждаг:
1. Давс (NaCl) → давсны уусмалын электролиз (хлор-шүлтийн процесс)-аар хлор (Cl₂) гарган авах.
2. Этилен (C₂H₄) → ерөнхийдөө нафта эсвэл этаныг хагарахаас гаргаж авдаг (газрын тосны химийн үйлдвэр).
3. Хүчилтөрөгч/агаар → зарим үйлдвэрлэлийн замд ашиглагддаг.
4. Завсрын нэгдлүүд үүсэх үе шатанд шаардлагатай катализатор →.
5. Найрлагын нэмэлтүүд → дулаан тогтворжуулагч, тослох материал, дүүргэгч, пигмент, цохилтын өөрчлөлтийн бодис, шаардлагатай бол хуванцаржуулагч.
PVC үйлдвэрлэлийн ерөнхий үе шатууд (салбарын тойм)
Анхаарна уу: дараах тайлбар нь үйлдвэрлэлийн процессын концепцийн тойм болохоос гэрийн хэрэглээний практик гарын авлага биш юм. Винил хлоридын үйлдвэрлэл болон полимержилт нь аюултай материалыг хамардаг бөгөөд хатуу тоног төхөөрөмж, ялгаруулалтын хяналт, аюулгүй байдлын стандартыг шаарддаг.
1) Хлор болон идэмхий натри үйлдвэрлэх (хлор-шүлтийн процесс)
Давсны уусмал (давсны уусмал)-ыг электролизжүүлснээр дараахь зүйлийг гарган авна.
– Анод дахь хлор (Cl₂)
– Катод дахь натрийн гидроксид (NaOH) ба устөрөгч (H₂)
Энэ хлорыг дараа нь винил хлорид үүсгэдэг завсрын нэгдлүүдийг үүсгэхэд ашигладаг.
2) EDC (этилен дихлорид / 1,2-дихлорэтан) үүсэх
EDC нь винил хлоридын замд гол завсрын бүтээгдэхүүн юм. Ихэнхдээ хосолсон хоёр үндсэн зам байдаг:
– Шууд хлоржуулалт: этилен + хлор → EDC
– Оксихлоржуулалт: этилен + HCl + O₂ → EDC + H₂O (катализатор ашиглан)
Эдгээр хоёр замын хослол нь дайвар бүтээгдэхүүн HCl-ийг ашиглахад тусалдаг бөгөөд хлорын мөчлөгийн нийт үр ашгийг нэмэгдүүлдэг.
3) EDC-г VCM (винил хлоридын мономер) болгон хагалах
Дараа нь EDC-г халааж (дулааны хагарал), ингэснээр дараах байдлаар задалдаг:
– VCM (винил хлоридын мономер)
– HCl (оксихлоржуулалтын үе шат руу буцааж болно)
VCM нь PVC болж полимержих гол мономер юм.
4) VCM-ийг PVC болгон полимержүүлэх
Винил хлоридын полимержилтийг даралттай реакторт хатуу температурын хяналтан дор инициатор (жишээлбэл, хэт исэл) ашиглан гүйцэтгэдэг. Полимержилтийн хэд хэдэн арга байдаг бөгөөд тус бүр нь өөр өөр давирхайн шинж чанарыг бий болгодог:
– Суспензийн полимержилт: хоолой, профиль зэрэг хатуу бүтээгдэхүүнд хамгийн түгээмэл; боловсруулахад хялбар давирхайн мөхлөг үүсгэдэг.
– Эмульсийн полимержилт: илүү нарийн ширхэгтэй тоосонцор үүсгэдэг; ихэвчлэн PVC зуурмаг, бүрхүүл болон тодорхой хэрэглээнд ашиглагддаг.
– Бөөнөөр полимержих: усны орчингүй; хэд хэдэн тусгай хэрэглээнд ашиглагддаг.
Урвалын дараа PVC давирхайг ялгаж, угааж, хатааж, нунтаг эсвэл мөхлөг (PVC давирхай) хэлбэрээр хадгалдаг. Энэ давирхайг үйлдвэрлэхэд хараахан бэлэн болоогүй байгаа бөгөөд нэмэлт бодисоор боловсруулж, эцсийн хэлбэрт оруулах шаардлагатай хэвээр байна.
Бүтээл: PVC яагаад хатуу эсвэл уян хатан байж болох вэ?
PVC-ийн гол давуу тал нь түүний нийлмэл "жор"-д оршдог. Хүссэн шинж чанарт хүрэхийн тулд PVC давирхайг хэд хэдэн нэмэлт бодистой хольдог.
1. Дулааны тогтворжуулагч
PVC нь боловсруулалтын явцад халуунд мэдрэмтгий байдаг; тогтворжуулагч нь задралаас (өнгө өөрчлөгдөх, механик шинж чанар буурах гэх мэт) сэргийлдэг. Орчин үеийн үйлдвэрүүд хуучин найрлагаас илүү байгаль орчинд ээлтэй тогтворжуулагч руу улам бүр шилжиж байна.
2. Тосолгооны материал
Шахах/шахах явцад материалын урсгалыг сайжруулж, машин дээр наалдахаас сэргийлнэ.
3. Нөлөөллийн тохируулагч
Бат бөх чанарыг (цохилтын эсэргүүцэл) нэмэгдүүлдэг бөгөөд тодорхой нөхцөлд цонхны профайл, хавтан эсвэл хоолойд чухал ач холбогдолтой.
4. Дүүргэгч (жишээ нь кальцийн карбонат)
Энэ нь зардлыг бууруулж, зарим хатуулаг/бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж болох боловч гүйцэтгэлийг бууруулахгүйн тулд тэнцвэртэй байх ёстой.
5. Хуванцаржуулагч
PVC-г уян хатан болгох түлхүүр. Кабель, винил шал, мембран, хоолойд ашигладаг.
6. Хэт ягаан туяаны пигментүүд болон нэмэлтүүд
Гадаа хэрэглэхэд өнгө болон цаг агаарын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.
Барилгын PVC бүтээгдэхүүн үүсгэх үйл явц
Нэгдэл бэлэн болсны дараа PVC-г хуванцар үйлдвэрлэлийн нийтлэг аргуудыг ашиглан боловсруулдаг:
– Шахмал: хоолой, хүрээний профайл, ус зайлуулах хоолой, хажуугийн хавтан болон хуудасны зориулалттай. Материалыг хайлуулж, хэвээр түлхэж тасралтгүй профайл үүсгэдэг.
– Тарилга (тарилгын хэв): хоолойн холбох хэрэгсэл, холбогч, дагалдах хэрэгслийн эд ангиудад зориулагдсан.
– Хуанлижуулалт: винил хуудас/шал болон мембранд зориулсан.
– Үлээгч хэв: зарим хөндий эд ангиудад (барилгын салбарт шахмалаас бага түгээмэл байдаг).
Бүтээгдэхүүн нь тогтвортой, стандартад нийцсэн эсэхийг баталгаажуулахын тулд хяналттай хөргөлт болон чанарын хяналт (хэмжээ, зузаан, бат бөх чанар) чухал юм.
Барилгын салбарт PVC-ийн хэрэглээ
Барилгын салбарт PVC-ийн хамгийн түгээмэл хэрэглээний техникийн шалтгаанууд болон тэдгээрийг дор дурдлаа.
1) Хоолой ба холбох хэрэгсэл (цэвэр ус, ус зайлуулах хоолой, хог хаягдал)
Хатуу PVC (uPVC) нь хоолойд маш их алдартай, учир нь:
- зэврэлтэнд тэсвэртэй (металл шиг зэврэхгүй),
– гөлгөр гадаргуу (даралтын алдагдал болон царцдас үүсэхийг бууруулдаг),
- хөнгөн, суурилуулахад хялбар,
- харьцангуй бага зардал;
– янз бүрийн даралтын ангилал болон диаметрүүд байдаг.
Халуун ус зайлуулах хоолой эсвэл тодорхой хэрэгцээнд зориулж CPVC эсвэл PPR зэрэг өөр материалыг заримдаа сонгодог боловч олон хүйтэн ус болон ус зайлуулах сүлжээнд PVC давамгайлсан хэвээр байна.
2) Цахилгаан дамжуулах хоолой болон кабелийн хамгаалалт
PVC (хатуу ба уян хатан)-ийг дараах байдлаар ашигладаг:
– суулгагдсан эсвэл гадаргуу дээрх цахилгааны угсралтын хоолой,
– кабелийн дулаалга ба гадна бүрхүүл.
Шалтгаануудад цахилгааны сайн дулаалга, чийгэнд тэсвэртэй байдал, хэлбэржүүлэхэд хялбар байдал орно.
3) Хаалга, цонхны профайл (uPVC)
uPVC нь цонхны хүрээ хийхэд өргөн хэрэглэгддэг, учир нь:
- тогтвортой, элэгдэлд амархан автдаггүй,
- засвар үйлчилгээ багатай (тогтмол будах шаардлагагүй),
– хөндий ба битүүмжилсэн загвартай хослуулсан үед сайн дулаан болон акустик үзүүлэлттэй байх,
- цаг агаар болон термитэд тэсвэртэй.
4) Винил шал (PVC шал)
PVC суурьтай шал нь арилжааны барилга байгууламж, орон сууцанд түгээмэл хэрэглэгддэг, учир нь:
- үрэлтэд тэсвэртэй, цэвэрлэхэд хялбар;
- янз бүрийн хээ угалз (мод, чулуу, хээ угалз),
– гулсахгүй байхаар зохион бүтээгдсэн байж болно,
– зарим системд керамикаас илүү сайн дуу чимээ тусгаарлагчтай.
5) Дээврийн мембран ба ус үл нэвтрэх
Уян хатан PVC (ихэвчлэн шилэн бэхжүүлсэн) нь мембран болгон ашиглагддаг:
- цаг агаарт тэсвэртэй,
– үе мөчийг халуунаар гагнаж болно,
– хавтгай дээвэр болон тодорхой ус үл нэвтрэх системд тохиромжтой.
6) Ханын хавтан, тааз болон бүрээс
PVC хавтанг чийгтэй газар (жишээ нь угаалгын өрөө, гал тогоо, ахуйн өрөө)-д зориулж сонгодог, учир нь тэдгээр нь цэвэрлэхэд хялбар, ус нэвтэрдэггүй боловч чанар, суурилуулах аргын сонголт нь урт хугацааны бат бөх чанарыг тодорхойлдог.
Аюулгүй байдал болон байгаль орчны асуудлууд
Хэрэв PVC нь стандартыг хангаж, зөв суурилуулсан бол олон барилгын ажилд аюулгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч анхаарах ёстой чухал асуудлууд байдаг:
– VCM мономеруудын үйлдвэрлэл, боловсруулалтыг аюултай шинж чанараас нь шалтгаалан хатуу хяналтанд байх ёстой. Орчин үеийн үйлдвэрлэл нь мономерын үлдэгдлийн хязгаарлалт болон ялгарлын хяналтыг хэрэгжүүлдэг.
– Хяналтгүй шаталт нь аюултай хий үүсгэж болзошгүй. Тиймээс барилгын галын менежмент болон материалын сонголт нь орон нутгийн дүрэм журмыг дагаж мөрдөх ёстой.
– Дахин боловсруулалт: PVC-г хэд хэдэн хаягдлын урсгалд, ялангуяа үйлдвэрлэлийн хаягдал эсвэл профиль/хоолойн хаягдлаас механик аргаар дахин боловсруулж болох боловч ялгах, бохирдлыг хянах шаардлагатай.
Хаах
PVC нь өртөг, үйлдвэрлэлийн хялбар байдал, зэврэлтээс хамгаалах чадвар, нэмэлт бодисоор дамжуулан шинж чанарын уян хатан байдлын хослолын ачаар орчин үеийн барилгын гол материал юм. Аж үйлдвэрийн хувьд PVC-г давс, этиленээс хэд хэдэн процессоор үйлдвэрлэж, VCM үйлдвэрлэдэг бөгөөд дараа нь PVC давирхай болгон полимержүүлж, хоолой, дамжуулах хоолой, uPVC хүрээ, винил шал, ус нэвтэрдэггүй мембран зэрэг бүтээгдэхүүн болгон боловсруулж, хэвэнд оруулдаг. PVC төрлийг (хатуу эсвэл уян хатан) зөв сонгох, зохих найрлага, стандарт суурилуулалтыг хийснээр PVC нь янз бүрийн барилгын хэрэглээнд урт хугацааны гүйцэтгэлийг хангаж чадна.
Хэрэв та хүсвэл би энэ нийтлэлийг сургууль/коллежийн даалгаврын хүрээнд тохируулан өөрчилж болно (жишээлбэл, үйл явцын урсгалын диаграмм, ном зүй эсвэл SNI/ISO зэрэг холбогдох стандартуудын жишээг нэмэх).
