Источник: журнал П Л А С Т И К С № 8 ( 9 0 ) 2 0 1 0
Поливинилхлорид — второй по распространенности полимер в мире — получил такую популярность благодаря легкости в переработке и свойствам конечных изделий, что во многом обеспечивают добавки, входящие в состав ПВХ-композиции. В статье нашего эксперта описаны свойства и предназначение аддитивов для ПВХ, а кроме того представлены оценка объема и основные тенденции российского рынка этих продуктов
Полный текст этой очень интересной и профессиональной статьи по ссылке
Георгий БАРСАМЯН, к.х.н.
Далее размещенный текст – исключительно для поисковых роботов.
ТЕМА НОМЕРА/СУПЕРДОБАВКИ ПЛАСТИКС №8 (90) 2010
Поливинилхлорид —
второй
по распространенности
полимер в мире —
получил такую
популярность благодаря
легкости в переработке
и свойствам конечных
изделий, что во многом
обеспечивают
добавки, входящие
в состав
ПВХ-композиции.
В статье нашего
эксперта описаны
свойства Фото Americhem
и предназначение
аддитивов
для ПВХ, а кроме того
представлены оценка
объема и основные
тенденции российского
рынка этих продуктов
Что добавить к ПВХ
Георгий БАРСАМЯН,
Состав композиции. вых частей наполнителя равны 5 процентам
к.х.н., независимый
Термостабилизаторы от массы всей смеси. В таблице 1 указано
эксперт Поливинилхлорид получают полимери-
процентное содержание каждого компонен-
зацией винилхлорид-мономера, и в зависи-
та с целью расчета объема рынка (рис. 1, 2),
мости от способа полимеризации различа-
приводимого далее в статье.
ются суспензионный и эмульсионный ПВХ.
Основным недостатком поливинил-
Суспензионный используют в производстве
хлорида является его низкая термическая
оконных профилей, панелей, пластикатов,
стабильность, поэтому одним из главных
труб, пленок, а из эмульсионного изготав-
компонентов ПВХ-композиции является
ливают линолеум, напольные покрытия,
термостабилизатор. Он позволяет перераба-
брезент, искусственную кожу.
тывать ПВХ при температуре выше 140°С,
Объем и структура потребления ПВХ на
при которой начинается деструкция этого
российском рынке в 2009 году представлены
полимера.
на рисунках 1, 2. Деструкция (разрыв макромолекулы) за-
В изделия ПВХ перерабатывается не в
ключается в отщеплении лабильного атома
чистом виде, а в смеси с добавками. В та-
хлора, а затем и атома водорода, и образова-
блице 1 представлена стандартная рецепту-
нии свободных радикалов. Двойные связи,
ра ПВХ-композиции для выпуска оконного
образующиеся в месте отрыва атомов хлора
профиля. или водорода, приводят к появлению ко-
Рисунок 1. Рынок ПВХ
Состав ПВХ-композиции традиционно
ричневого оттенка, который увеличивается
в России в 2009 году
(источник — ЗАО «Креон»),
определяется из расчета на 100 массовых ча-
с ростом количества двойных связей в сег-
тыс. тонн
стей полимера. Поэтому, например, 6 массо-
менте.
Термостабилизатор подавляет лабильные
800 атомы хлора, не позволяя им оторваться от
729,9
700
молекул, поглощает образовавшийся хлори-
стый водород, реагирует с выделившимися
600
526,5 свободными радикалами, предотвращает
500
образование двойных связей, действует как
400 антиоксидант, не давая возможности кисло-
300 роду воздуха окислять макромолекулу.
220,3
200 Для суспензионного ПВХ термостаби-
100 лизаторами являются неорганические или
16,9
0 органометаллические соли, где в качестве
Производство
ЭкспортИмпорт Потребление
катиона могут выступать свинец, кальций,
цинк, олово, кадмий, барий.
22 www.plastics.ru
ПЛАСТИКС №8 (90) 2010 ТЕМА НОМЕРА/СУПЕРДОБАВКИ
Эти термостабилизаторы делятся на од- в 2009 году составил 18860 тонн. Разница
нокомпонентные и комплексные. К одно- между указанными значениями может быть 1,9 1,71,5
3,8
компонентным относятся трехосновный полностью или частично объяснена объемом 4,5 46,1
сульфат свинца, двухосновный стеарат свин- комплексных однопакетных добавок, выпу- 8,5
ца, двухосновный фосфит свинца и другие; скаемых российскими производителями.
они используются в подготовке композиций Следует также учитывать, что помимо
для изготовления пластикатов, пленок, ли- свинцовых существуют кальций-цинковые
нолеума. Комплексные стабилизаторы пред- комплексные стабилизаторы. На Западе 14,4
ставляют собой смесь однокомпонентных они признаются более прогрессивными, 17,6
стабилизаторов и небольшого количества поскольку в них не используется свинец,
Профильно-
других веществ и применяются в компо- оказывающий вредное влияние на орга- погонажные изделия
зициях для экструзии оконных профилей, низм человека. Хотя официального запрета Пластикаты
стеновых панелей, сайдинга, листов, труб, на свинцовые стабилизаторы нет ни в одной Готовые жесткие
композиции
кабель-каналов. стране Западной Европы, несколько лет на-
Трубы
Существуют также комплексные одно- зад крупнейшие производители ПВХ при- Листы
пакетные добавки, которые включают няли добровольное решение о постепенной Пленки
все необходимое для получения ПВХ- замене свинцовых стабилизаторов кальций- Покрытия для пола
композиции: стабилизаторы, смазки, моди- цинковыми. Тара и упаковка
фикаторы, пигменты и другие компоненты. В России пока кальций-цинковые ста- Прочие
Однопакетная добавка стоит дороже, однако билизаторы применяются в крайне малом
ее использование оправдано в том случае, количестве. Известна только одна компания,
Рисунок 2. Структура
если площади помещения не хватает для чье производство уже при проектировании потребления ПВХ
установки смесительного оборудования, а было ориентировано на их использование, — на российском рынке, %
также на начальном этапе работы предпри- ООО «Юг-Профиль-Системс».
ятия при отсутствии достаточного опыта у На рисунке 3 представлены основные по-
технологов. ставщики российского рынка комплексных
Абсолютное большинство стабилизаторов стабилизаторов в 2009 году.
для суспензионного ПВХ — как комплекс-
ных, так и однокомпонентных — ввозится Модификаторы ударной прочности
из-за рубежа. и перерабатываемости
Термостабилизаторы для эмульсионного Помимо термостабилизаторов, в ПВХ-
ПВХ подразделяются на следующие типы: композициях используются модификаторы
— жидкие барий-цинковые и кальций- ударной прочности, предназначенные для
цинковые стабилизаторы на основе кар- абсорбции энергии удара за счет возникно-
боксилатов этих металлов, обладающие вения пластической деформации. По сути,
собственным смазывающим действием и действие этой добавки сводится к приданию
без него; эластичности готовым изделиям из ПВХ.
— твердые и пастообразные кальций- Модификатор ударной прочности в основ-
цинковые стабилизаторы; ном используется в рецептурах для оконного
— оловоорганические термостабилизато- профиля, труб и листов, где важна стойкость
ры, содержащие и не содержащие серу. к удару, особенно при пониженной темпе-
ратуре.
Рынок термостабилизаторов Акриловый модификатор ударной проч-
При расчете теоретического объема тер- ности состоит из частиц в форме сферы с
мостабилизаторов для ПВХ на российском мягким эластичным ядром из бутилакрилата Таблица 1. Стандартная
рецептура ПВХ-композиции
рынке будем учитывать только композиции (каучука) и оболочки из полиметилметакри- для производства оконного
на основе суспензионного ПВХ для экс- лата. Ядро поглощает и рассеивает энергию профиля
трузии профильно-погонажных изделий,
труб, листов и готовых жестких композиций Количество, Доля в составе
Наименование продукта
(рис. 2). В сумме это равняется 56,2 процен- массовых частей композиции, %
та, или 410200 тоннам. Поливинилхлорид 100,0 82
В таблице 1 указано, что доля комплекс- Диоксид титана 4,0 3,2
ного термостабилизатора в композиции в
Гидрофобный мел 6,0 5,0
среднем составляет 4 процента; таким об-
разом, можно рассчитать объем россий- Комплексный стабилизатор 5,0 4,0
ского рынка комплексных стабилизаторов Модификатор ударной прочности 6,0 5,0
в 2009 году — 16400 тонн. По данным ком-
Модификатор перерабатываемости 1,0 0,8
пании «Маркет Репорт», объем импортных
Итого 122 100
поставок комплексных стабилизаторов в РФ
ТЕМА НОМЕРА/СУПЕРДОБАВКИ ПЛАСТИКС №8 (90) 2010
удара, оболочка улучшает совместимость этом случае расчетный объем рынка состав-
26 22
модификатора с частицей пластицирован- ляет 2460 тонн. Данные компании «Маркет
ного ПВХ и позволяет добавке равномерно Репорт» свидетельствуют о 3790 тоннах. Раз-
распределиться по ПВХ-композиции. ница в показателях может объясняться тем,
В последнее время у российских пере- что в связи с увеличением количества мела
работчиков пользуется популярностью хло- в композициях для панелей и подоконни-
рированный полиэтилен, который также ков для облегчения экструзии таких смесей
применяется в качестве модификатора уда- увеличивается и количество модификатора
13
22 ропрочности. Справедливости ради надо перерабатываемости.
17 отметить, что хлорированный полиэтилен За прошедшие месяцы 2010 года наблю-
Aditec Chemie являлся основной добавкой, улучшающей дается увеличение объемов поставок ком-
(IKA GmbH)*
эластичность оконных профилей на заре их плексных стабилизаторов, модификаторов
Elnova
Handelsgesellschaft изготовления в 60-е годы прошлого столе- ударной прочности и модификаторов пере-
mbH (Chemson тия, а производство акриловых модификато- рабатываемости на 30-50 процентов к соот-
Polymer-Additive AG)
ЗАО «ЕвроХим-1» ров и их использование в ПВХ-композициях ветствующим объемам 2009 года. Однако
(Baerlocher GmbH) началось с 80-х годов ХХ века. следует отметить, что в связи с резким сни-
ООО «Ревада» Хлорированный полиэтилен эффекти- жением спроса на модификаторы ударной
(Reagens Group)
Прочие вен при производстве оконных профилей, прочности в прошлом году производители
сайдинга и труб. Он обеспечивает высокий снизили заказы на сырье. А поскольку фак-
* В скобках указан
производитель глянец поверхности и прочность сварного тическая потребность в первом полугодии
шва, для оптимизации соотношения цены и 2010 года оказалась значительно больше рас-
качества может использоваться в сочетании четной, надо ожидать дефицита акриловых
Рисунок 3. Доля
основных игроков с акриловым модификатором. модификаторов ударной прочности в III-
(дистрибьюторов) российского Методика расчета объема рынка моди- IV квартале 2010 года.
рынка комплексных фикаторов ударной прочности аналогич- Общий объем поставок указанных до-
термостабилизаторов
в 2009 году, % на приведенной выше методике расчета бавок к концу 2010 года достигнет уровня
объема рынка термостабилизаторов. Она примерно на 20 процентов ниже значений
основывается на допущении, что модифи- 2008 года. Цены на эти продукты будут ко-
катор ударной прочности используется в лебаться в соответствии с ситуацией на ми-
2/3 профильно-погонажных изделий, труб, ровых рынках. Предполагается, что цены на
листов и в половине готовых жестких ком- комплексные стабилизаторы повышаться
позиций, что составляет 38,55 процента от не будут, а цены на модификаторы ударной
общего объема рынка ПВХ, или 281300 тонн прочности могут вырасти на 5-10 процентов
ПВХ. Модификатор ударной прочности до- до конца 2010 года.
бавляется в смесь в количестве 5 процентов
(табл. 1), соответственно, объем рынка Красители, наполнители,
комплексных стабилизаторов составляет пластификаторы
Рисунок 4. Доля основных 14100 тонн. Аналогичные данные компании Для придания изделиям из ПВХ белого
игроков (производителей) «Маркет Репорт» — 17690 тонн. цвета используют диоксид титана. Частицы
российского рынка
модификаторов ударной Основные игроки российского рынка мо- диоксида титана подвергаются специальной
прочности в 2009 году, % дификаторов ударной прочности в 2009 году обработке, чтобы снизить фотохимическую
(производители) указаны на рисунке 4. активность пигмента в процессе эксплуата-
Модификаторы перерабатываемости ции изделия. Незначительный желтый от-
38 26
(процессинговые добавки) — это сополиме- тенок, который ПВХ приобретает после экс-
ры метилметакрилата с полимерами, совме- трузии, можно ликвидировать с помощью
стимыми с ПВХ (сополимер стирола и акри- оптических отбеливателей.
лонитрила, сополимер этилена и акриловой Мировой рынок диоксида титана перенес
кислоты). Эти высокомолекулярные соеди- в последние 2-3 года несколько серьезных
нения при добавлении в ПВХ-композицию потрясений, включая закрытие высокоза-
улучшают реологические свойства расплава, тратных производств (сульфатный метод),
7 18 регулируют скорость плавления и обеспечи- банкротство двух предприятий Tronox в
11
вают гомогенность смеси. США и одного завода Uerdingen в Герма-
Rohm&Haas Company
(ныне принадлежит Расчет объема российского рынка моди- нии, а также существенное снижение цены
Dow Chemical
Company) фикаторов перерабатываемости в 2009 году в 2008-2009 гг. Сегодня на мировом рынке
Kaneka Corp. проводился при допущении, что эта добавка ощущается заметный дефицит высококаче-
LG Chem Ltd. используется во всех жестких композициях, ственного диоксида титана. Строительство
BASF SE то есть для профильно-погонажных изделий, новых производств не предусматривается
Прочие труб, листов и готовых жестких композиций, ранее 2012 года. Соответственно, цены на
в количестве 0,75 массовых частей (табл. 1). В диоксид титана будут расти.
ПЛАСТИКС №8 (90) 2010 ТЕМА НОМЕРА/СУПЕРДОБАВКИ
Карбонат кальция (мел, и изоляции, обуви, пленок
микрокальцит) используется для упаковки, шлангов, по-
в ПВХ-композиции в каче- крытий для крыш.
стве усиливающего напол- Российские переработ-
нителя. Карбонат кальция чики в основном применя-
получают перемалыванием ют такой пластификатор,
кристаллического извест- как диоктилфталат, сырьем
няка; полученный порошок для производства которо-
обрабатывают стеариновой го служит диэтилгексанол,
кислотой для придания ги- выпускаемый ОАО «Сала-
дрофобности. Чем меньше ватнефтеоргсинтез» и ОАО
частицы, тем выше качество. «СИБУР Холдинг». Общая
Мел, получаемый в резуль- емкость рынка диоктилфта-
тате химической реакции, лата составляет 8 тыс. тонн,
называется синтетическим в России производится
или химически осажден- 7200 тонн (ГК «Нефтехим-
ным, он также хорошо под- пром», ОАО «Салаватнеф-
ходит для использования теоргсинтез»). В настоящее
в ПВХ-композициях. На время ощущается заметный
рынке карбоната кальция, дефицит этого пластифи-
который весьма стабилен, катора. Цены на него как
присутствуют как россий- в России, так и в мире в
ские, так и зарубежные 2010 году будут расти.
производители из Европы, На Западе переходят на
Турции и Китая. более технологичный и эко-
Пластификаторы служат логичный диизононилфталат
для придания полимерам, на основе изононилового
особенно хрупким, мяг- спирта, который в России
кости и гибкости. ПВХ- не производится. Емкость
композиции, содержащие российского рынка диизоно-
пластификатор (обычно нилфталата составляет 2 тыс.
40-60 массовых частей), на- тонн, на мировом рынке так-
зываются «мягкими», или же ощущается его нехватка.
пластифицированными. Единственным производи-
Пластификаторы использу- телем диизононилфталата в
ются при создании компози- России является ГК «Нефте-
ций для кабельной оболочки химпром».
Литература
1. Материалы конференции ЗАО «Креон» «ПВХ-2010. Итоги
года», Москва, 11 декабря 2009 г.
2. Modern Plastics Encyclopedia Handbook. — New York: McGraw-
Hill Inc., 1994.
3. Химическая энциклопедия. — Москва: Большая российская
энциклопедия, 1992.
What can be added to PVC?
George Barsamyan
Polyvinylchloride, ranking the second by popularity
among polymers, captured the headlines due to not only
own characteristics but also additives included in PVC com-
posites improving processing properties and overall product
quality. The article by our expert describes properties and
purposes of PVC additives, namely thermostabilizers, im-
pact and processing modifiers, dyes, fillers, plasticizers,
and also presents evaluation of Russian market for such
products.