ПВХ КАК ОСОБЫЙ МАТЕРИАЛ

Примерно 35 лет назад, когда на рынке появились первые профильные оконные рамы из ПВХ, никто не предполагал, что сегодня из этого материала будет производиться примерно 50 % всех оконных рам в мире.

За сравнительно небольшой срок пластиковые окна достигли такого высокого технического и качественного уровня, что с ними не могут соперничать окна, изготовленные из других материалов.
Совершенствовались и технологии изготовления оконных рам с использованием древесины и алюминия: их позиция так же сильна.
Однако деревянная оконная рама нуждается в постоянном уходе, а алюминий значительно дороже ПВХ и обладает плохой теплоизоляцией. Кроме того, древесина, из которой изготавливается современное окно, практически не утилизируется, и из старых рам нельзя изготовить новые путем их вторичной переработки.
Профильные оконные рамы из ПВХ удовлетворяют всем этим требованиям. А это уменьшает затраты на их эксплуатационное обслуживание, теплоизоляция их достаточно высока, из них путем вторичной безотходной переработки можно изготовить новые оконные рамы. Поэтому с технической, экономической и с экологической точки зрения использование ПВХ для изготовления оконных рам - оправдано.
В материалах, способных заменить ПВХ, никогда не было недостатка. До сих пор производятся оконные профили из полиуретана (менее 2% от общего объема производства профилей). Стоимость их намного выше, чем у окон из ПВХ и, кроме того, утилизация этого материала является серьезной проблемой.
Оконные профили, изготовленные из полиэфирных смол, армированных стекловолокном, появились в конце 70-х годов. Но по технологическим, экономическим и экологическим причинам им не удалось утвердиться на рынке.
Профильные оконные рамы, изготовленные из термопласта норила (модифицированный полифениленоксид (ПФО), разработанного фирмой GE-Plastics в США, появились на рынке в начале 80-х годов, но за последние годы интерес к ним был утрачен. Фирма GE-Plastics уже много лет пытается - в кооперации с фирмами-производителями оборудования для обработки пластиков - добиться признания своей продукции на американском рынке оконных рам, предлагая разные рецептуры: пропорции сочетания пластика и связующих (норил, циклолак, циклолой и прочие). Эти системы ни с экологической, ни с экономической точки зрения не могут соперничать с таким материалом, как ПВХ.
Швейцарская разработка - заполненный древесной мукой оконный профиль из полиолефина - была прекращена на стадии опытов и закончилась неудачей.
Изготовленные в Германии профильные оконные рамы на базе фракций полиолефина, несомненно, пригодны к тому, чтобы использовать их в технических вспомогательных помещениях или подвалах, однако они ни в коей мере не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к качеству оконного профиля для жилых помещений ни с технологической, ни с эстетической точки зрения.
Перечислять альтернативные материалы, пригодные для изготовления оконных рам, можно и дальше, но на сегодняшний день не существует никакого, действительно "конкурентоспособного" материала, который мог бы заменить ПВХ при изготовлении оконных профилей.
Фирмы, производящие и перерабатывающие пластики, уже много лет серьезно занимаются поиском альтернативных материалов. Возможный альтернативный материал должен удовлетворять следующим требованиям:
• пригодность для вторичной переработки;
• должны выполняться все требования, предъявляемые сегодня к материалу - основе, из которого изготавливаются оконные рамы;
• возможность производства профилей методом экструзии, чтобы обеспечить дешевое и непрерывное производство профилей.
Для большей наглядности подлежащие переработке материалы подразделяются на две большие группы:

Технические материалы
Их атмосферостойкие свойства оцениваются как хорошие или средние. К таким материалам относятся акрилонитрилбутадиенстирол (АБС), акрилонитрилстиролакрилоэфир (АСА), полиметилметакрилат (ПММА), поликарбонат (ПК), полифенилоксид (ПФО), полибутилтерефталат (ПБТ) и разнообразные смеси, составленные из этих полимеров, или в составе с другими полимерами, например, полиамид (ПА), высокоактивный (higt-impact) полистирол или полиэфироимиды.

Полиолефины
Их атмосферостойкие свойства оцениваются как средние или слабые. Такими материалами являются, главным образом, полиэтилен и полипропилен.
Основным требованием к какому-либо альтернативному материалу является его пригодность к вторичной переработке. Такой материал по этим причинам должен обладать достаточно хорошей атмосферостойкостью, которая без нанесения на поверхность этого материала защитного покрытия могла бы сравниться с атмосферостойкими свойствами ПВХ. Неизвестны другие материалы, которые кроме ПММА и поликарбонатов, например, плексигласа, лексана, лукрила по своей природе обладали бы такой атмосферостойкостью. В принципе, оконные профили следовало бы изготавливать из ПММА и поликарбонатов. Однако эти материалы в течение короткого промежутка времени впитывают так много влаги, что становятся непригодными для сварки. Так как сушка -- мероприятие дорогостоящее, то требуется разработка совершенно новой технологии для изготовления этих оконных рам.
То же касается и других, менее атмосферостойких термопластов, например, АБС, АСА, ПФО и специальных смесей, содержащих перечисленные компоненты. Из полиолефинов (полиэтилена и полипропилена) также можно было бы получить оконные профили методом экструзии. Однако, атмосферостойкость полиолефинов настолько плоха, что без нанесения на поверхность профилей защитного покрытия, обеспечивающего необходимую атмосферостойкость, оконные профили из этих материалов вообще нельзя использовать. Поскольку материал защитного слоя требует совершенно иной технологии переработки, отличной от технологии переработки полиолефинов, то соответствующая вторичная переработка таких профилей будет очень трудной, если вообще возможной.
Альтернативные материалы должны удовлетворять всем механическим требованиям, предъявляемым к окнам. Это значит, что такой материал должен обладать достаточно высокой вязкостью, жесткостью и формоустойчивостью при нагревании, чтобы он не "отказал" в процессе производства или эксплуатации профильных оконных рам.
Можно представить себе процессы, которые будут происходить при диффузии водяных паров вовнутрь профиля через стенки.
Из-за высоких статических и динамических нагрузок на оконные рамы и створки, профили, изготовленные из термопластов, армируют дополнительным, имеющим определенный размер металлическим профилем, чаще всего стальным. Зимой, когда температура воздуха составляет от 0° до - 20 °С, а температура в помещении - +20 0С, точка росы оказывается внутри профиля, в области, где расположена металлическая арматура. В этом случае окна из ПВХ наиболее защищены от внутренней коррозии металлического усиливающего профиля, чем окна с более низкой пароизоляцией из термопластов, у которых потеря их функциональных свойств является только вопросом времени. Неизвестно, как ведут себя в этом отношении другие рабочие материалы. На сегодняшний день накоплено слишком мало практического опыта работы с ними, и поэтому к таким материалам нужен очень строгий подход, поскольку повреждения, возникающие вследствие диффузии водяных паров, дают о себе знать, как показывает опыт, зачастую лишь через несколько лет.
Другим важнейшим требованием к альтернативным материалам является их пригодность для экструзии при использовании существующего оборудования, рассчитанного на непрерывное производство профилей. Из всех материалов лишь ПВХ имеет характерные "скользящие" свойства. При формовке массы в экструдере, в зоне между металлом и горячим расплавом пластика образуется "скользкая пленка". Расплав как бы "проскальзывает" через рабочую зону (головку экструдера и калибровочный элемент). Только благодаря этому замечательному свойству пластикового расплава рабочего материала из ПВХ можно изготавливать профили точных размеров на непрерывном конвейере. Все прочие термопласты, способные составить конкуренцию ПВХ, обнаруживали в состоянии расплава "вяжущий" эффект. Следовательно, без замены технологии и оборудования, оконные профили из этих материалов производить невозможно. Цены на такие окна станут непомерно высокими для потребителя. В обеих указанных группах альтернативных материалов есть материалы, которые вполне отвечают отдельным из названных требований, но всем вместе пока только ПВХ.

Требования к профилям оконных рам из ПВХ
Рынок оконных профилей из ПВХ с начала 60-х годов непрерывно развивался. Сегодня половина всех новых оконных рам изготавливается из ПВХ. Почему же именно ПВХ удалось утвердиться на рынке как материалу, из которого изготавливаются оконные профили? Основными требованиями со стороны потребителя являются: • долговечность • атмосферостойкость и коррозионная стойкость • цвет и светостойкость • удобство в уходе и эксплуатации • прочность • теплоизоляция • разнообразие форм • благоприятная цена.

Исходный материал для оконных профилей должен не просто иметь все необходимые свойства конечного продукта, но обладать еще и качествами, которые позволяли бы, при сравнительно низких затратах, с высокой технологичностью превращать его в конечное изделие - окно. ПВХ является единственным материалом, из которого при разумных затратах могут быть выработаны в процессе экструзии профили точных размеров с гладкой и блестящей поверхностью, и эти профили легко поддаются дальнейшей обработке (резка, сверление, сварка, фрезерование). В настоящее время на рынке, кроме ПВХ, нет такого пластика, который при довольно низкой стоимости имел бы столь широкий спектр полезных свойств. На рынке оконные рамы из ПВХ конкурируют, прежде всего, с рамами из древесины. Бесспорно, деревянные рамы на протяжении многих десятилетий доказывали свои замечательные свойства, но в отличие от ПВХ, древесина все же имеет ряд существенных недостатков. Анализ, проведенный специалистами, показал: окна из дерева, какими бы они ни казались хорошими, будут и далее дорожать, в отличие от окон из ПВХ. Технология и эксплуатация оконных ПВХ-профилей насчитывает более 35-ти лет. И поэтому ни один из других пластиков не был столь тщательно и скрупулезно исследован и не приобрел такой значимости в плане: • своего технологического соответствия; • экологичности; • безопасности для здоровья человека; • утилизируемости. Поэтому сегодня едва ли найдутся сколько-нибудь серьезные противники использования ПВХ в качестве рабочего материала для производства оконных профилей, которые бы ратовали за перевод технологии на альтернативные материалы. Отчет комиссии "Защита человека и окружающей среды", проведшей опрос мнений по этому поводу, говорит однозначно в пользу ПВХ. Никакой другой пластик не может сравниться с ПВХ по оптимальному соотношению его стоимости и эксплуатационных качеств. Бесспорно, существуют и другие искусственные формовочные массы, которые превосходят ПВХ по определенным показателям или же сравнимы с ним. Но в настоящее время не существует еще такой формовочной массы, которая бы могла сравниться с ПВХ по своему широкому комплексу замечательных свойств при благоприятной цене, которая была бы выгодна для производства окон. Поэтому, ни с технической, ни с экономической, ни с экологической точек зрения не существует в настоящее время сколько-нибудь разумной альтернативы для ПВХ. Если же когда-нибудь действительно появится альтернативный материал для изготовления профилей для оконных рам, то он, несомненно, пробьется на рынок, точно так же, как это произошло много лет назад с ПВХ. Ведь известная поговорка гласит: "Лучшее - враг хорошего!"