Добавки к ПВХ. Состав, свойства, применение

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Hanser Publishers, Munich 
Hanser Publications, Cincinnati

Michael Schiller

PVC Additives

Performance, Chemistry,  
Developments, and Sustainability

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Михаэль Шиллер

Добавки к ПВХ.
Состав, свойства, применение

Перевод с английского языка
под редакцией Н. Н. Тихонова

Санкт-Петербург
2017

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

УДК 678.04 
ББК 35.710Англ
Ш58

Ш58 М. Шиллер. Добавки к ПВХ.  Состав, свойства, применение. : пер. с англ. яз.  

под ред. Н. Н. Тихонова. — СПб. : ЦОП «Профессия», 2017. — 400 с. : цв. ил.

ISBN 978-5-91884-086-3
ISBN 978-1-56990-543-2 (англ.)

Приведена классификация добавок к ПВХ по составу, свойствам, назначению и примене-

нию. Детально описаны стабилизаторы и вспомогательные добавки (пластификаторы, про-
цессинговые добавки, оксид титана, смазки, мелонаполнители, вспениватели и др.). Рассмо-
трены вопросы деструкции, термостабилизации, составления рецептур и испытаний добавок 
к ПВХ. 

Проанализированы наиболее актуальные проблемы — образование отложений и налета, 

пятен, фотостарение и диффузия добавок, приведены данные о возможных причинах этих 
явлений и механизме протекания. Даны практические рекомендации по выявлению и устра-
нению дефектов.

Книга предназначена для специалистов по синтезу и переработке материалов на основе 

ПВХ и добавок к ПВХ.

УДК 678.04 
ББК 35.710Англ

© All right reserved. Carl Hanser Verlag, Munich/FRG Authorized translation from the original English edition 
published by Carl Hanser Verlag, Munich/FRG

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством 
как надежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издатель-
ство не может гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответ-
ственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

ISBN 978-1-56990-543-2 (англ.)  
    
© Carl Hanser Verlag, Munich, 2015

ISBN 978-5-91884-086-3  
 
 
© ЦОП «Профессия», 2017

 
 
 
 
 
© Перевод, оформление: ЦОП «Профессия», 2017

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Оглавление

Предисловие к русскому изданию  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

1. 
Стабилизаторы для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.1. 
Производство ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

1.2. 
Термическая деструкция ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

1.3. 
Однопакетные системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

1.4. 
Термостабилизаторы для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
1.4.1. 
Стабилизаторы на неметаллической основе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

1.4.2. 
Металлические мыла, используемые в качестве базовых стабилизаторов  . . .24

1.4.3. 
Стабилизаторы, содержащие олово . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

1.4.4. 
Свинцовые стабилизаторы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35

1.4.5. 
Стабилизаторы на основе редкоземельных металлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39

1.5. 
Состабилизаторы для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
1.5.1. 
Неорганические состабилизаторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
1.5.2. 
Антиоксиданты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
1.5.3. 
β-Дикетоны и их производные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
1.5.4. 
Эпоксисоединения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51

1.5.5. 
Органические фосфиты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52
1.5.6. 
Полиолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54
1.5.7. 
Перхлораты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

1.6. 
Примеры составления рецептур  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
1.6.1. 
Добавки для ПВХ изделий, контактирующих с питьевой водой  
и пищевыми продуктами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

1.6.2. 
Составление конкретных рецептур  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

1.7. 
Методы испытаний  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
1.7.1. 
Смешение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
1.7.2. 
Диспергируемость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78

1.7.3. 
Производство вальцованных листов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
1.7.4. 
Реология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79

1.7.5. 
Степень гелеобразования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82

1.7.6. 
Температура размягчения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
1.7.7. 
Термостабильность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
1.7.7. 
Светостойкость  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89
1.7.9. 
Цвет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93

1.7.10. Глянец  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
1.7.11. Электрическое объемное сопротивление и емкостное сопротивление . . . . . .95
1.7.12.  Помутнение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
1.7.13.  Образование отложений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
1.7.14.  Твердость по Шору . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
1.7.15.  Ударная вязкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Оглавление
6

1.8. 
Общие направления развития и тенденции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
1.8.1. 
Производители ПВХ, производственные мощности  
и потребление ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100

1.8.2. 
Замена свинца: добровольное обязательство европейской  
промышленности ПВХ и другие национальные правила . . . . . . . . . . . . . . . . .101

1.8.3. 
Вторичная переработка ПВХ продуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102

1.8.4. 
Древопластики на основе ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104

1.9. 
Анализ некоторых технических проблем при переработке ПВХ и предложения  
для решения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
1.9.1. 
Образование отложений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106
1.9.2. 
Фотоэффекты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106

1.9.3. Руководство по устранению неисправностей при экструзии . . . . . . . . . . . . . . . .106

1.10. Производители стабилизаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117

2. 
Вспомогательные добавки для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

2.1. 
Смазки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
2.1.1. 
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123

2.1.2. 
Смазки: химия и механизмы действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125

2.1.3. 
Методы описания и испытания смазочных материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . .140

2.1.4. 
Производители смазок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142

2.2. 
Функциональные наполнители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
2.2.1. 
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142

2.2.2.  
Наполнители: химия и влияние . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144

2.2.3. 
Методы описания и испытания функциональных наполнителей  . . . . . . . . .169

2.2.4. 
Производители наполнителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170

2.3.  
Пластификаторы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
2.3.1.  
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173

2.3.2.  
Пластификаторы: химия и механизмы действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175

2.3.3.  
Методы описания и испытаний пластификаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .193

2.3.4.  
Производители пластификаторов  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194

2.4. 
Диоксид титана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
2.4.1. 
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197

2.4.2. 
Диоксид титана: химия и механизмы действия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198

2.4.3. 
Методы описания и испытания диоксида титана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208

2.4.4. 
Производители диоксида титана  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208

2.5.  
Технологические (процессинговые) добавки и модификаторы ударопрочности . . . .209
2.5.1.  
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209

2.5.2. 
Химия и влияние технологических добавок и модификаторов 
ударопрочности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210

2.5.3.  
Методы описания и испытания технологических добавок  
и модификаторов ударопрочности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .230

2.5.4.  
Производители технологических добавок и модификаторов  
ударопрочности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Оглавление
7

3. Образование отложений — неизученная область переработки ПВХ . . . . . . . . . . . . 241

3.1. 
Обзор литературы по образованию отложений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241

3.2. Отложения в вентиляционном узле  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .245
3.3.  
Образование отложений в технологической оснастке и переходнике . . . . . . . . . . . . . .247
3.3.1.  
Типичные составы отложений из технологической оснастки . . . . . . . . . . . . .247

3.3.2.  
Лабораторные эксперименты  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248

3.3.3.  
Выводы по образованию отложений на технологической оснастке 
и переходнике. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .276

3.4.  
Образование отложений в калибраторе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278
3.4.1. 
 Типичный состав отслоений в калибраторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278

3.4.2.  
Возможные механизмы формирования отложений в калибраторе  . . . . . . . .279

3.4.3.  
Исследование формирования отложений в калибраторе . . . . . . . . . . . . . . . . .281

3.5.  
Рекомендации по устранению неисправностей для предотвращения  
образования отложений  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284
Литература  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .285

4. 
Фотоэффекты отложений — неизученная область переработки ПВХ  . . . . . . . 287

4.1. 
Обзор литературы по фотохимической деструкции ПВХ изделий . . . . . . . . . . . . . . . .287
4.1.1.  
Фотохимическая деструкция ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287

4.1.2. 
 Деструкция фталатных пластификаторов в ПВХ при атмосферном 
воздействии  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294

4.2.  
Появление синего оттенка под действием света  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
4.2.1. 
Фундаментальные эксперименты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295

4.2.2.  
Результаты и обсуждение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295

4.2.3.  
Выводы по посинению под действием света  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304

4.2.4.  
Перспективы развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .305

4.3.  
Появление розового оттенка под действием света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .305

4.4.  
Появление серого оттенка под действием света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308
4.4.1.  
Истинное посерение под действием света  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308

4.4.2.  
Посерение под воздействием света  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308

4.5.  
Влияние окружающей среды на атмосферное старение пластиковых окон  . . . . . . . .311
4.5.1.  
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .311

4.5.2.  
Налет ржавчины. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .312

4.5.3.  
Сажа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .313

4.5.4.  
Пыльца  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314

4.5.5.  
Моделирование экологических последствий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315

4.5.6.  
Исследования с помощью Ксенотеста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329

4.5.7. 
 Восстановление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332

4.5.8.  
Что изменилось для оконных профилей за последние 20 лет: обзор . . . . . . .333

4.6.  
Мел в качестве наполнителя в изделиях из н-ПВХ. Новое понимание влияния  
на характеристику атмосферостойкости  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .338
4.6.1.  
Образование оксалата кальция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339

4.6.2.  
Влияние микроэлементов в меле на атмосферостойкость . . . . . . . . . . . . . . . .344

4.6.3.  
Карбонат кальция в качестве наполнителя и меление труб из ПВХ . . . . . . . .349

Литература  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .355

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Оглавление
8

5. 
ПВХ и устойчивое развитие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

5.1.  
Изменения в мире  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .358

5.2.  
От бизнеса к бизнесу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .359

5.3.  
От бизнеса к обществу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .361

5.4.  
Химические вещества в меняющемся мире . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .363

5.5.  
Значимость для ПВХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .364

5.6.  
ПВХ в научной оценке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366

5.7.  
Обязательства европейской промышленности ПВХ в интересах  
устойчивого развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .368

5.8.  
Проблемы устойчивого развития, определенные в рамках TNS  . . . . . . . . . . . . . . . . . .372

5.9.  
Биоразнообразие — шестая проблема? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375

5.10.  Программа для устойчивого будущего . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375
5.11.  Принимаем ли мы проблемы? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .380
5.12.  Синергетический прогресс с Vinyl 2010 и VinylPlus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .381
5.13.  Инновации за счет прогресса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .383
5.14.  Другие преимущества устойчивого развития . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .386
5.15.  ПВХ и другие отрасли . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .388
5.16.  Устойчивость без мифов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394
5.17.  ПВХ и будущее . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .395
Литература  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .396
Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .399

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Предисловие к русскому изданию

На сегодняшний день поливинилхлорид является одним из самых производимых 
и самым универсальным полимером в мире. Его производят, перерабатывают, 
применяют и исследуют на всех континентах уже более ста лет! И чем больше мы 
о нем узнаем, тем больше он преподносит нам загадок. Казалось, мы изучили его 
вдоль и поперек, но стоит подойти к экструзионной линии, где производятся трубы 
или профили из поливинилхлорида, и мы тут же натыкаемся на вечную проблему 
технологов — отложения на формующих поверхностях головки и калибратора. До 
сих пор разработка рецептур материалов на основе поливинилхлорида в какой-то 
степени сродни шаманству. А сколько вопросов ставит перед специалистами эксплуатация 
изделий из поливинилхлорида в различных климатических условиях?!

Поэтому каждая новая книга в этой области, да еще написанная профессионалом, — 
сродни дорогому подарку.

Что же представляет собой новая книга Михаэля Шиллера «Добавки к ПВХ. Состав, 
свойства, применение»?

Для российского профессионального читателя это имя давно знакомо по книгам 

«ПВХ Стабилизаторы» и «Добавки к полимерам. Справочник», а также многочисленным 
статьям в научной периодике, посвященным проблемам ПВХ.

Предлагаемая вашему вниманию новая книга М. Шиллера состоит из пяти глав, 

которые можно условно разделить на три части:

• аддитивы для поливинилхлорида;
• «неизученная область» (по словам автора) в переработке и эксплуатации ПВХ;
• ПВХ и проблемы устойчивого развития. 
В первой части своей книги автор в определенной степени дублирует материа-

лы, изложенные в ранее изданных «ПВХ Стабилизаторы» и «Добавки к полимерам. 
Справочник», внося соответствующие коррективы, связанные с появлением новых 
классов аддитивов и изменениями в подходах к разработке композиций на основе 
ПВХ за прошедшее пятилетие. Несомненный интерес представляют разделы кни-
ги, в которых изложены методики испытаний ПВХ и их интерпретация. Автор не 
ставит перед собой задачу «объять необъятное». При четком системном подходе к 
анализу и описанию компонентов, используемых при разработке композиций на 
основе ПВХ, основное внимание сосредоточено на малотоксичных и нетоксичных 
аддитивах. Для того чтобы приведенные выводы и основные положения книги были 
понятны и доступны широкому кругу специалистов — приводятся механизмы дей-
ствия аддитивов, анализируется химизм процессов, протекающих при переработке 
ПВХ и в процессе эксплуатации, полученных из него изделий. В книге приводится 
много примеров в виде рецептур материалов, которые могут быть использованы в 
качестве базисных при решении практических задач производства.

Во второй части книги автор затрагивает проблемы, которые вызывают всеоб-

щий интерес, но до сих пор находятся в подвешенном состоянии. Это прежде всего 
такие явления как плейт-аут (или плейтинг) — образование отложений на формую-
щих поверхностях головки и калибратора и такие фотохимические эффекты при де-

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

Предисловие к русскому изданию
10

струкции ПВХ, как «посинение» и «порозовение» ПВХ при экспозиции в условиях 
действия переменных климатических факторов.

На мой взгляд, это самые интересные разделы книги. Автор впервые так про-

фессионально и системно анализирует фотохимию этих явлений с привлечением 
множества экспериментальных результатов и, практически, дает ответы на боль-
шинство из поставленных вопросов, показывает возможные пути их преодоления.

Третья часть книги (глава 5) посвящена решению проблем системного кризиса, 

который накрыл отрасль ПВХ во второй половине двадцатого века, и был вызван, 
прежде всего, попытками человечества осознать свое место в этом мире. 

Книга, которую Вы держите в руках, представляет собой попытку связать воеди-

но два казалось бы не совместимых глобальных противоречия современной про-
мышленности полимеров, которым автор посвятил значительную часть свой жиз-
ни: поливинилхлорид и экология.

Не секрет, что в последнее время открытый душевный порыв людей, болеющих 

за будущее Земли, и нашедший свое выражение в экологических движениях, обрел 
форму сложной многоуровневой организации, на одном крыле которой — бизнес-
мены от экологии, а на другом — политики, использующие это движение в своих 
сиюминутных, часто грязных целях. Для тех и других болезненные проблемы роста 
экологии планеты — только средство прикрытия своей хищной деятельности, но 
остается центр, который и держит этот корабль на плаву, благодаря которому слово 
экология отзывается в сердце большинства из нас болью и надеждой.

Автор показывает и убедительно доказывает, что при научно обоснованном си-

стемном подходе поливинилхлорид на долгие годы может стать благом человече-
ства, а не его могильщиком. Здесь впервые объемно и конкретно сформулирована 
идея устойчивого развития применительно к поливинилхлориду. В книге приведена 
широкая международная и региональная законодательная база устойчивого развития 
и функционирования промышленности поливинилхлорида, рассмотрено ее 
влияние на здоровье человека, его безопасность и окружающую среду.

По тому, как написана книга, видно, что автор искренне болеет за экологию Земли 
и ее будущее.

На мой взгляд, книга Михаэля Шиллера «Добавки к ПВХ. Состав, свойства, 

применение» является актуальной и будет интересна и весьма полезна специалистам 
технологам, занимающимся практической деятельностью в области создания 
и переработки материалов на основе ПВХ, научным работникам, ученым, химикам 
и преподавателям вузов.

Н. Н. Тихонов

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

1. Стабилизаторы для ПВХ

Поливинилхлорид (ПВХ) является, вероятно, одним из самых известных, наиболее 
универсальных и наиболее старых термопластичных полимеров. Это — полимер, 
с которым человек контактирует с первых минут после рождения, например, 
браслет с именем новорожденного и датой рождения обычно делается из ПВХ. Продукты, 
изготовленные из ПВХ, сопровождают нас всю жизнь — от игрушек до труб 
для питьевой воды. Одной из самых существенных характеристик ПВХ является его 
большая долговечность почти с неизменной функциональностью.

1.1. 
Производство ПВХ

При рассмотрении процессов производства ПВХ необходимо обратить внимание 
на различие между старым процессом на основе карбида кальция, который превращается 
в ацетилен, и современным процессом на основе этилена, получаемого 
путем крекинга из нефти или природного газа. «Ацетиленовый» процесс в настоящее 
время не представляет особой ценности для Европы, хотя все еще используется, 
например, в Китае, поэтому он не будет рассматриваться в этом разделе. Современное 
производство ПВХ может быть описано упрощенным образом (рис. 1.1). 
В левой части рис. 1.1 показан крекинг нефти или природного газа для получения 
этилена, а в правой — хлор и гидроокись натрия (каустическая сода), образующиеся 
при электролизе каменной соли. Ранее хлор рассматривали как бесполезный побочный 
продукт, тогда как каустическая сода, сырье для производства стекла, является 
целевым продуктом. В настоящее время хлор также считают самостоятельным 
целевым продуктом. Этилен и хлор реагируют с образованием этилендихлорида. 
На второй стадии этилендихлорид перерабатывается до мономера винилхлорида 
(VCM). VCM затем полимеризируется в автоклаве под давлением с добавлением 
инициаторов и целевых добавок с образованием ПВХ. Инициатор образует радикалы 
R*, которые запускают реакцию полимеризации (см. формулу 1.1). Температурный 
диапазон такого процесса — от 50 до 70 °С при давлении в интервале от 7 
до 12 бар. Предварительные стабилизаторы, большей частью антиоксиданты, часто 
добавляют перед сушкой продукта реакции. После сушки полученный ПВХ готов 
к дальнейшей отправке.

Как и во всех реакциях полимеризации конечный продукт в данном случае не 

однороден: в структуре имеются цепи с различной длиной и разветвлениями. Средняя 
длина цепи определяется условиями реакции полимеризации. Параметр К был 
введен в качестве характеристики средней длины цепи полимера: чем меньше средняя 
длина цепи, тем меньше значение К. В общем можно сказать, что величина К 
для ПВХ снижается с увеличением температуры и давления полимеризации. С од-
ной стороны, значение К связано с молекулярной массой полимерных цепей, а с 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

1. Стабилизаторы для ПВХ
12

, 

x

Рис. 1.1. Схематическое представление производства ПВХ [1]

1–I. Полимеризация мономера винилхлорида (VCM) до ПВХ

Cl

Cl
Cl
Cl
Cl
Cl

R

Cl

Cl
Cl
Cl
Cl
Cl

R*

Formula 1.1■Polymerization of vinyl chloride monomer (VCM) to PVC

As for all polymerization reactions, the resulting products are not uniform. They 
have different chain lengths and chain branching. The k-value was introduced as a 
simple reference value for the average chain length of the polymer: the shorter the 
average chain length, the smaller the k-value. The average chain length is determined 
by the reaction conditions during polymerization. In general, it can be stated that 
the k-value of PVC decreases with increased polymerization temperature and pres-
sure. On the one hand, the k-value is related to the molecular weight of the polymer 
chains. On the other hand, it is also related to polymer properties such as softening 
temperature, stiffness, hardness, intrinsic stability, and modulus of elasticity.

другой — оно также относится к свойствам полимера, таким как температура раз-
мягчения, жесткость, твердость, внутренняя стабильность и модуль упругости.

Существует простая закономерность для ПВХ: чем выше значение К, тем более 

вязким и прочным является расплав, тем будет тверже и жестче полученный про-
дукт (например, профили, трубы, пленки), тем больше энергии будет требоваться 
для переработки, и тем ближе условия переработки будут к температуре деструкции. 
С увеличением К переработать ПВХ становится все труднее. Поэтому достаточно 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

1.1. Производство ПВХ
13

сложно перерабатывать ПВХ со значением К в интервале от 70 до 74 без предвари-
тельного введения пластификаторов.

После добавления пластификаторов полученные конечные продукты называют 

«эластичными» или «пластифицированными» (п-ПВХ или ПВХ-п) изделиями из 
ПВХ. Без добавления пластификаторов можно перерабатывать ПВХ со значением K 
от 54 до 68. Такие продукты называются «жестким» или «непластифицированным» 
ПВХ (н-ПВХ или ПВХ-н).

Мономер VCM не растворим в воде. Для того чтобы равномерно диспергировать 

мономер в воде, необходимо использовать вспомогательные добавки. Исторически 
эмульсионная полимеризация VCM является старейшим процессом и впервые была 
реализована в 1929 году. Используемые при этом инициаторы (например, перекиси 
и другие вспомогательные соединения), должны быть водорастворимыми. Эмуль-
сионная полимеризация может проводиться как непрерывный или периодический 
процесс. В периодическом процессе добавляют около 1% эмульгатора; в непрерыв-
ном процессе требуется от 2,5 до 3,0%. Эмульгаторы — это поверхностно-активные 
вещества, такие как алкилсульфонаты, алкилсульфаты или аммониевые соли жир-
ных кислот. Эти эмульгаторы остаются в ПВХ после сушки. Конечным продуктом 
полимеризации является так называемый Э-ПВХ, состоящий из очень мелких ча-
стиц размером от 1 до 2 мкм. Оставшееся количество эмульгаторов действует как 
внешняя смазка, а также придает хорошие антистатические свойства Э-ПВХ в ко-
нечных изделиях.

В процессе суспензионной полимеризации VCM распределяется в воде интен-

сивным перемешиванием. Радикальные инициаторы, например, азобисизобутиро-
нитрил (AIBN) растворимы в мономере. Суспендирующие агенты (используемые 
в количестве от 0,05 до 0,5%), такие как поливиниловый спирт или водораствори-
мая целлюлоза, вводятся для предотвращения агломерации капель VCM. В этом не-
прерывном процессе получают ПВХ-частицы размером от 50 до 200 мкм, называ-
емые С-ПВХ. Если в дополнение к суспендирующим агентам добавлять от 0,01 до 
0,03% эмульгаторов, VCM в процессе полимеризации диспергируется еще в боль-
шей степени, до состояния микросуспензии. Полученный МС-ПВХ имеет частицы 
размером от 5 до 10 мкм и они значительно меньше, чем у С-ПВХ. Чистый С-ПВХ 
имеет высокую степень чистоты, низкое водопоглощение и хорошие электрические 
свойства.

Если при полимеризации не используется вода, получаемый полимер называют 

массовым ПВХ, или М-ПВХ*. Поскольку инициатор растворяется в VCM, больше 
нет необходимости в таких стадиях процесса, как фильтрация и сушка. Изделия, 
полученные из М-ПВХ, являются более прозрачными и более блестящими, чем из-
делия из С-ПВХ. Различные типы ПВХ используются в различных областях приме-
нения в соответствии с размером их частиц и значениями К (табл. 1.1 и 1.2).

Другие полимеры, такие как винилацетат или акрилат, могут совместно поли-

меризоваться с винилхлоридом. Полученные продукты в таких случаях называются 

* В английском языке аббревиатура М-ПВХ также используется для (ударопрочного) 

модифицированного ПВХ. Также широко используется обозначение О-ПВХ (или ПВХ-О) 
для ориентированных напорных ПВХ труб.

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru

1. Стабилизаторы для ПВХ
14

Таблица 1.1. Типы ПВХ и их применение

Типы ПВХ
Размер частиц, мкм
Преобладающее применение
Э-ПВХ
1–2
Пластизоли, жесткие и пластифицированные изделия

МС-ПВХ
5–10
Пластизоли
МС/С-ПВХ
~50
Экстендер-ПВХ в пластизолях

С-ПВХ
50–200
Жесткие и пластифицированные изделия

М-ПВХ
Прозрачные изделия, различные специальные изделия

Таблица 1.2. Рекомендуемые значения К для различных областей применения С-ПВХ

Области применения
Значение K для C-ПВХ
57–60
63–65
65–68
70–74

Трубы (монолитные трубы или наружный слой)
+++
++

Трубы (вспененный слой)
+++

Трубные фитинги (изделия, изготовленные литьем
под давлением)

+++

Потолочные/стеновые панели, жалюзи
+
+++
++

Кромочная лента (0,4 мм лист)
+++

Кромочная лента (2 мм профиль)
+++

Вспененные технические профили
+++
++
+

Вспененные листы
+++
+

Геомембраны и запорные краны
++
+++

Дверные/оконные профили
+
+++
Сайдинг
+
+++

Кабели, шланги, скатерти, подошва для обуви
+++

Кабельные каналы
+++
++
Водостоки
++
+++

+ Рекомендуется. 
++ Очень рекомендуется.
+++ Настоятельно рекомендуется.

сополимерами. Различные полимерные цепи могут быть привиты на цепи ПВХ, 
полученный материал называется привитым ПВХ. Другой возможностью модифи-
кации является дополнительное введение хлора в полимер в процессе последующе-
го хлорирования. Подобные типы ПВХ с более высоким содержанием хлора, чем 
в чистом ПВХ, называют Х-ПВХ. Этот материал имеет более высокую температуру 
размягчения, что приводит к более сложному поведению при переработке. Дру-
гим важным критерием качества ПВХ является морфология частиц ПВХ. Частицы 
должны быть пористыми и неправильными, их площадь поверхности должна быть 
как можно больше. При наличии этих свойств будет гарантироваться хорошая аб-
сорбция и диспергирование комплексных стабилизаторов и других добавок. Однако 
даже очень большая площадь поверхности частиц ПВХ не может должным образом 
обеспечить абсорбцию добавок, что приводит к местному разложению ПВХ, тем са-
мым вызывая поверхностные дефекты (следы углублений, раковины, пятна). Кро-
ме того, в ПВХ частицах не должно быть каких-либо примесей. Метод с помощью 

©ЭБС «Химия», 2022 © ЦОП «Профессия», 2009–2022. Все права защищены. www.epcprof.ru