Стабілізація будівельних экструдированных пвх профілів: кальцій, цинк або свинець?

При виборі вікна або двері з экструдированных ПВХ профілів споживачів даного виду продукції часто зустрічає в рекламних проспектах місцевих фірм - збирачів відомості типу "...наші профілі стабілізовані кальцій - цинком (варіант - оловоорганическими з'єднаннями)", "...наші профілі вільні від свинцю...", "Pb free" і т.п.

Екологічний козир у конкурентній боротьбі часто діє на споживача безвідмовно й він готовий переплачувати, аби тільки вберегтися від підступного й злобливого свинцю - важкого металу. Такі прийоми в конкуренції цілком припустимі, хочу тільки додати, що занадто піднімати ціни на "безсвинцеві" ПВХ профілі зовсім не обов'язково (що успішно демонструє наприклад німецький виробник віконних ПВХ профілів "Plus Plan GmbH").

Беруся затверджувати, що принципової різниці для споживача готового столярного виробу із ПВХ профілів при використанні як свинцовосодержащих, так і безсвинцевих термостабилизаторов у плані їхньої екологічної безпеки немає!

Зворотні твердження - приклад несумлінної конкуренції й спекуляція на неуцтві споживача (особливо - східноєвропейського).

Розглянемо докладніше для чого потрібні стабілізатори у ПВХ компаунде і є чи між ними принципова різниця, істотна для споживача кінцевого продукту - ПВХ вікна.

ПВХ полімери й вироби з них при експлуатації піддаються комплексу факторів несприятливого впливу (температура, атмосферні кисень і озон, сонячна радіація, атмосферні забруднення й т.п.); у результаті можуть змінюватися механічні, електричні властивості, колір.

Принцип застосування стабілізаторів у ПВХ компаундах полягає в усуненні дегидрохлорирования ПВХ із утворенням подвійних зв'язків З = З під дією різних факторів. Кисень атмосфери приєднується до радикалів і перешкоджає зшивці макромолекул і у ПВХ утвориться багато кислородсодержащих груп - активаторів розкладання ПВХ. Для усунення цього фактора використовують стабілізатори - антиоксиданти й антиозонатори.

Стабілізація ПВХ досягається в цьому випадку введенням у ПВХ компаунд акцепторів кисню, або інгібіторів, здатних обривати ланцюгову реакцію дегидрохлорирования ПВХ. Для цього у ПВХ компаунд уводять фенолсульфиды, вторинні ароматичні аміни, бисфенолы, карбоксилаты металів і т.п. Рухливий водень цих речовин легко приєднується до молекули С и дегидрохлорирование (а відповідно й терморазложение ПВХ) припиняється. Сa/Zn стабілізатори

Використання Сa/Zn стабілізаторів у будівельних экструдированных ПВХ профілях почалося більше 20 років тому. Для будівельних профілів використовують суміш карбоксилатов Ca і Zn, особливим способом додава_ в экструзионный ПВХ компаунд при готуванні (змішуванні) ПВХ компаунда в спеціальних комбінованих змішувачах періодичної дії; (карбоксил - одновалентна атомна група, що складається з карбонільної й гідроксильної груп).

Для зниження вартості до складу іноді підмішують суміші карбоксилатов Al і Mg. Але навіть у цьому випадку термостабилизационные властивості часто бувають недостатні для будівельних ПВХ профілів і доводитися додавати в компаунд деякі полиоли, эпоксидированнон соєве масло, деякі органофосфиты. Все це веде до подорожчання ПВХ компаунда й профілів.

Застосування подібних Ca/Zn термостабилизаторов дозволяє одержувати ПВХ профілі (як тверді, так і пластифицированные) самого широкого застосування й з гарними механічними, діелектричними, органолептичними властивостями й з гарної погодостойкостью. Внаслідок цього, такі ПВХ компаунды широко застосовуються для виготовлення різних медичних трубок, крапельниць, катетерів, мішків зберігання й переливання крові, твердих і напівтвердих простих і бар'єрних плівок для впакування харчових продуктів і плодів, трубопроводів для питної води й опалення й т.п.

Сa/Zn термостабилизаторы підвищують ціну ПВХ профілю сугубо за рахунок психологічного фактора (споживач ПВХ профілів знає, що, наприклад, нагромадження свинцю в організмі небезпечно й тому не довіряє свинцевим термостабилизаторам, хоча ніхто, навіть серйозні хіміки, не можуть пояснити, як свинець у зв'язку із сильним радикалом - карбоксилатом і в складі ПВХ компаунда може загрожувати його здоров'ю). Але ринок не терпить порожнечі, і виробники пропонують будь-які ПВХ профілі, які можна стабілізувати чим завгодно, якщо тільки покупець готовий платити більше. До речі кажучи, і ПВХ, як головний полімер для будівельних профілів обраний тільки через вартість.

Багато полімерів перевершують його по багатьом параметрам, є поліпропіленові, поліамідні, углепластиковые, ММА, полисульфоновые, навіть фторопластові будівельні профілі й вікна й сайдинг панелі з них, але всі вони набагато дорожче. ПВХ - найдешевший полімер, що задовольняє вимогам до будівельних профілів із пластиков.

Застосування ПВХ профілів, стабілізованих Ca/Zn, стає усе популярніше в экструзии электрокабельной ізоляції, труб, сайдинга й cladding панелей ("вінілова вагонка").

Ці термостабилизаторы є комплексними й більше дорогими, у порівнянні із традиційними свинцевими й металлическимии милами через необхідність застосовувати перші зі спеціальними костабилизационными добавками. Застосування таких добавок і стабілізаторів поки незначно й розробка рецептур ПВХ компаундов для будівельних профілів вимагає багато часу й засобів на наукові й експериментальні роботи.

Внаслідок цього, у ЄС за 1998 р. застосування Ca/Zn стабілізаторів для профілів склало від загального числа:

для труб і кабельної ізоляції - менш 2 % для віконних і оздоблювальних (siding, cladding) профілів - менш 7%

Але ріст їхнього застосування триває, а особливо для экструзии різноманітних плівок, де в основному застосовуються Ba/Zn карбоксилаты.

Ca/Zn термостабилизаторы, і їхньої солі більшості кислот, визнані нетоксичними й не генерують токсичних речовин у з'єднанні з іншими добавками у ПВХ компаунде (у відповідність із висновком "Директиви по хімікатах для полімерної промисловості ЄС"). Але застосування їх з іншими костабилизаторами повинне завжди перевірятися на безпеку для робочого персоналу.

Можна ще додати, що Zn у пилоподібному стані (чистий метал), так само небезпечний для здоров'я, як і свинець. Але термостабилизаторы (як свинцеві, так і кальцій - цинкові) поставляються на экструзионные підприємства в гранульованому виді й у них, звичайно ж не втримується чистий свинець, або чистий цинк. Можна укласти, що Ca/Zn термостабилизаторы в складі будівельних профілів не представляють небезпеки здоров'ю, але дослідження в цій області ще не закінчені. Pb стабілізатори

Свинець - один з найдавніших по використанню металів. В 1998 році було добуто 3400000 тонн свинцю. Використання свинцю для стабілізації ПВХ профілів становить у цей час 2,4 % від його загального обсягу. Виробу, термостабилизированные свинцем, становлять більше 75% від загального обсягу зроблених ПВХ виробів торік. Застосування свинцевих недорогих термостабилизаторов (в основному це комплексні карбоксилаты свинцю) дозволяє экструдировать будівельні ПВХ профілі з відмінною тепловою й світловою стабільністю, диэлектричекой константою, нульовим водопоглиненням, відмінною стійкістю до механічних динамічних і статичних навантажень.

Внаслідок токсичності, застосування свинцю строго регулюється особливими промыщленными правилами ЄС. На впакуваннях з такими стабілізаторами завжди наклеюється ярлик "особливо небезпечний вагітним жінкам", але їх наклеюють і на впакування Ca/Zn стабілізаторів. Роботи з готування ПВХ компаундов з різними типами термостабилизаторов строго регламентуються урядовими нормами безпеки по ПДК свинцю, цинку, кадмію, барію. Щомісяця на цих підприємствах госинспекторами перевіряється рівень концентрації речовин у повітрі, воді, крові персоналу.

Один раз будучи впроваджений до складу ПВХ компаунда, свинцевий термостабилизатор уже ніяк не може мігрувати з його складу, і свинець ніяк не виділяється зі складу стабілізатора, навіть при згорянні ПВХ профілю. Подібні ПВХ компаунды (зі свинцевим термостабилизатором) широко застосовуються для экструзии питних труб. Дослідження на предмет виділення свинцю в питну воду велися більше 40 років в усьому світі (тому що ніхто не довіряв дослідженням сусідів, всі вони виявили, що при дотриманні всіх технологічних норм при готуванні ПВХ компаунда й экструзии ПВХ труб, зміст свинцю після ряду спеціальних провокуючих досліджень менше в 8 - 10 разів ПДК, певної ВІЗ. Численні ислледования національних інститутів не змогли довести, що свинцеві термостабилизаторы в будівельних ПВХ профілях викликають ракові захворювання.

Ці висновки й висновки втримуються в офіційних звітах: Королівської Інспекції Питної Води (Великобританія) за 1995 рік, Шведського Агентства Захисту Навколишнього Середовища, Шведської Асоціації Водопостачання й Каналізації (обидві вони вказали на допустимість застосування у ПВХ трубах для питної води й профілях свинцевих термостабилизаторов), Норвезької Трубної Федерації, Австрійського Інституту Полімерів (у його дослідженнях були наведені дані про те, що в деяких випадках, зміст свинцю в питній воді горводопроводов вище, чим зміст іонів свинцю у воді із ПВХ трубопроводів, стабілізованих свинцем). Треба відзначити, що виробу із ПВХ, зі свинцевими термостабилизаторами, ніколи не використовуються для прямого контакту з харчовими продуктами.

За 50 років у ЄС не було ні одного, юридично доведеного випадку шкоди, нанесеного застосуванням ПВХ виробів, стабілізованих свинцевими термостабилизаторами. Покупцеві в ЄС надається повна воля усвідомленого вибору ПВХ профілів, стабілізованих як Ca/Zn так і свнцом, оловоорганикой, Ba/Zn і т.п.; фірми збирачі вікон там, як правило, не козиряють перед споживачем незрозумілими їм самим хімічними термінами.