В качестве полимерных материалов при производстве ДПК чаще всего используется поливинилхлорид, или ПВХ, полиэтилен (ПЭ), а также полипропилен, или ПП. Эти полимеры широко применяются как среди отечественных производителей, так и среди зарубежных. Так называемые полиолефины (полипропилены и полиэтилены) обладают разнообразными условиями эксплуатации и имеют огромное множество видов. Исходя из способа производства, полиолефины имеют различные характеристики: плотность, степень эластичности, молекулярную массу.
Область применения полиэтиленов и полипропиленов огромна. Это могут быть пленки различного назначения, трубы (водопроводные, напорные, газовые и другие), емкости (начиная от бутылей и заканчивая цистернами), протезы внутренних органов, детали автомобилей и многое другое. Марка полиолефина может определяться как при установлении молекулярной массы, так и в зависимости от молекулярной цепи. Производители выделяют не только базовые марки, которые изготавливаются без добавок, но и композиции с различными добавками, стабилизаторами и пр.
По способу изготовления, полиолефины делятся на ПЭ, синтезируемый при высоком, среднем и низком давлении. Все они имеют определенные преимущества и недостатки и применяются в совершенно разных областях. Давайте разберем основные из них.
ПЭВД – полиэтилен, который синтезируется при высоком давлении, обладает повышенными показателями диэлектрических свойств, стабилен при изменении температурно-влажностных условий эксплуатации, но при этом обладает более низкими показателями прочности, нежели полиэтилен высокой плотности, а также проявляет ползучесть под воздействием статических нагрузок.
ПЭВП – полиэтилен, который получают не только при среднем, но также и при низком давлении, его еще называют полиэтиленом высокой прочности. Он гораздо более устойчив к воздействию агрессивных веществ, растворителей и жидких реагентов. Чтобы повысить эксплуатационные свойства, в полиэтилен низкого давления добавляют антиоксиданты и термосветостабилизаторы. ПЭНД обладает более высокими показателями теплостойкости, твердости, жесткости и используется как материал общего технического назначения, но за счет следов наличия катализатора его не рекомендуется применять при изготовлении изделий, которые впоследствии будут контактировать с продуктами питания, к примеру при изготовлении уличных столов для кафе.
Полипропилен – второй по популярности полиолефин после полиэтилена. Он занимает четверть от мирового объема продаж. Полипропилен обладает высокими эксплуатационными показателями, такими как теплостойкость, низкая ползучесть, прозрачность и это дает широкий спектр применения. Полипропилен широко используется в промышленности, в том числе при изготовлении древесно-полимерного композита. Из положительных качеств полипропилена можно выделить износостойкость, хорошие диэлектрические показатели, устойчивость к химическому воздействию. Из недостатков особо выделяется низкая морозостойкость, ПП выдерживает температуру до -5°C, дальше его физические показатели начинают меняться, а также склонность к электростатической поляризации, в результате чего полипропилен накапливает статическое электричество.
Невысокие показатели термоокислительной деструкции приводят к высвобождению формальдегидов, уксусной и муравьиной кислот, а также выделению углекислого газа. Даже частичное окисление ПП приводит к ухудшению показателей светостойкости в атмосферных условиях.
Полипропилен, полиэтилен, который изготавливается заводами – это первичный полимер. Многие организации для удешевления технологического процесса используют вторичные полимеры. Так как эта область еще недостаточно изучена, сложно сказать, каким образом вторичная переработка влияет на физико-химические свойства полимеров. Компания Savewood в свое время озаботилась этой проблемой. После многочисленных исследований было доказано, что при вторичной и последующих переработках полимера разрушающее напряжение возрастает до 16% при сжатии и изгибе деталей. То же самое возникает и при растяжении полимера. Твердость вторичных полиолефинов по линейке Бриннеля изменяется только в пределах 2-3 кратности переработок. В результате всех этих исследований было выведено заключение, что для производства материалов ДПК можно использовать полиолефины не более 3-х кратной переработки.
Но настоящая сложность заключается в том, что на рынке практически невозможно найти вторичный полимер, переработанный менее 3-х раз, которые при этом не будут ухудшать физико-химические показатели ДПК. Все дело обстоит в том, что вторичные материалы чаще всего приходят из бытовых отходов. Это могут быть бутылки, одноразовая посуда и прочее, то, что сначала хранилось в доме, затем какое-то время провело на свалке, при этом сильно загрязнено и нет возможности это очистить. В результате древесно-полимерные композиты, изготовленные из подобного рода вторичного материала совершенно непредсказуемы в плане своих технических характеристик.
Цены на ДПК также разнятся, в зависимости от качества исходного материала. Компания Savewood, проведя собственное независимое исследование рынка, предложила использовать классификацию изделий в зависимости от качества вторичного материала. I класс включает в себя изделия из ДПК с вторично переработанным полимером высшего качества. II класс – изделия из ДПК, в которые входят полимеры среднего качества (от 3-х кратной переработки). И, наконец, III класс изделий включает в себя низкокачественные изделия из полимеров, переработка которых проходила более 4-х раз.
На современном рынке каждый год появляется множество фирм, которые производят изделия из ДПК с использованием полимеров очень низкого качества. Они предназначены, чтобы заработать быструю прибыль за счет низкой цены строительных материалов. Важно не попасться на эту удочку, ведь зачастую состав таких изделий неизвестен и есть очень маленькая вероятность того, что он будет безопасным. Изделия из древесно-полимерного композита чаще используются при уличном строительстве, поэтому необходимо следить за качеством материала. Ведь при постоянном солнечном воздействии полимер начинает менять свои физико-химические показатели. Долгое воздействие ультрафиолета приводит к ломкости материала, потере блеска.
Для защиты от воздействия ультрафиолетовых лучей полимер покрывают пигментами или органическими соединениями, которые в свою очередь преобразовывают ультрафиолет в безвредные длинные лучи света, либо наносят антиоксиданты – стабилизаторы действия излучения, которые помогают сопротивляться действию солнечного ультрафиолета. При производстве строительных материалов из ДПК выбираются антиоксиданты и добавки, которые требуются по техническим параметрам и иногда они могут противоречить друг другу (например, серосодержащие соединения в разы уменьшают действие добавок, которые борются с ультрафиолетом). Поэтому при выборе рецептуры необходимо учитывать все параметры. Еще один фактор, который также необходимо учитывать – это цена готового изделия. Так, многие фирмы, изготавливающие материалы из ДПК низкого качества также экономят и на различных добавках, антиоксидантах, что, несомненно, сказывается на конечном продукте.