ПВХ или Поливинилхлорид, как устойчивое соединение, был впервые получен в 1835 г. французским инженером-химиком  Генри Виктором Регно. Изначально материал не вызвал интереса к практическому применению и только в 1912 году, немецким ученым Фритцем Клатте, были получены первые патенты и заложены основы технологии индустриального производства поливинилхлорида (ПВХ). Но прошло еще два десятка лет, прежде чем потребовались и были получены первые промышленные партии ПВХ. Первыми синтез нового материала в промышленных масштабах начали заводы США и Германии. Изначально, процесс получения ПВХ представлял из себя переработку доступных: угля, извести и поваренной соли. С развитием технологий, производители перешли на использование поваренной соли и этилена СН2 = СН2. Поваренная соль всегда имеется в изобилии, а этилен получают из нефти.

Доступность и невысокая стоимость исходных материалов сделали ПВХ очень популярным материалом. На мировом рынке пластмасс ПВХ практически самый популярный материал, он уступает только полиэтилену. На европейском рынке доля продуктов ПВХ составляет 28% от всех перерабатываемых синтетических материалов. Спектр применения ПВХ как материала или исходного сырья очень широк: примерно 25% производимого ПВХ, используется при производстве труб и фитингов, примерно 20% идет на производство профилей из ПВХ, включая и оконные профили, далее по убыванию: пленки, кабельная продукция, упаковочные материалы и прочее.

Отметим еще раз превосходные потребительские и эксплуатационные качества ПВХ:  невысокая стоимость, долговечность, стойкостью к атмосферным воздействиям, экологичностью. Изделия из ПВХ можно без потерь качества многократно перерабатывать.

Изначально, ПВХ получают как мелкий белый порошок. В чистом виде ПВХ не используют, так как это только сырье, для придания ему конструкционных качеств необходима переработка: добавление всевозможных присадок и добавок, в технологическом производстве называемых - аддитивами. В категорию аддитивов входят: модификаторы, стабилизаторы, красители, смазки, наполнители. Каждый элемент выполняет свою функцию, чаще всего понятную из названия:

Красители: Очень важный компонент при производстве оконных профилей - краситель. От его качества зависит восприятие профиля в целом, если профиль имеет сероватый оттенок, он воспринимается потребителем как старый, бывший в употреблении. Оконные компании очень стараются получить приятные, голубоватые оттенки для своих профилей, именно они формируют впечатление от системы. Чаще всего в качестве красителя или пигмента при производстве пвх используют двуокись титана. Он придает белым профилям яркость. Кроме того, это вещество способствует стойкости профилей против атмосферных воздействий.

Наполнители: Снова, суть компонента в его названии. Наполнители позволяют экономить сырье. Их добавление в смесь не ухудшает конструкционных свойств материала, а стоимость наполнителя на порядок ниже, чем стоимость пвх. В качестве наполнителя чаще всего применяют специальный мел. Применять необработанный мел нельзя, так как произойдет быстрый износ оборудования за счет его абразивных свойств.

Модификаторы: Последним из основных рецептурных ингредиентов являются модификаторы. Они что-то модифицируют. Разберемся - что? Модификаторы улучшают ударную вязкость. Для чего она нужна? Для того, чтобы конечное изделие можно было легко обрабатывать при различных температурах. Очень необходимое качество при монтаже окон в зимних условиях. 

Мы рассмотрели основные компоненты, наиболее сильно определяющие качества и характеристики конечного продукта. Помимо этого, в небольших количествах в рецептуру ПВХ-смеси вводятся: антистатики, пластификаторы и другие вспомогательные компоненты. Естественно, все компоненты вводятся в смесь строго в соответствии с рецептурой, разработанной для этого вида продукции. Разработкой рецептуры занимаются специальные лаборатории, входящие в состав крупных химических концернов. От качества составления рецептуры зависит очень многое, в том числе и сроки службы оборудования. Именно по этому, большинство не очень крупных фирм, производящих пвх профили, стараются купить уже готовый "компаунд", в который уже включены все необходимые компоненты. Иначе приходится контролировать всю цепочку по приготовлению смеси, контролировать качество большого количества химических реагентов, от стабильности которых зависит качество конечного продукта. Цена ошибки в приготовлении смеси очень велика, так как процесс экструзии это беспрерывный процесс.

Что же такое экструзия? Экструзия - это способ изготовления изделий, имеющих определенный профиль. Если сказать проще - выдавливание смеси через отверстие определенного профиля под давлением. Экструдер по принципу действия очень похож на "мясорубку". Подача смеси происходит за счет вращения шнека, одного или двух. Выдавливание происходит через специальную насадку (фильеру), которая имеет отверстие в виде необходимого профиля. Первые шнековые экструдеры были созданы в Германии в 1935 г. Экструдер очень сложное устройство, состоящее из нескольких частей и имеющее очень значительную стоимость. Экструдер требует очень внимательного обслуживания и бесперебойного электропитания. Любой сбой в электросети может привести к остановке процесса либо отключения одной из контролирующих систем, что приведет к застыванию смеси внутри частей экструдера, на устранение таких неполадок может уйти несколько недель, а стоимость будет просто "космическая". На описание всех процессов, происходящих в экструдере уйдет не один час, поэтому мы рассмотрим только основные части этой необычной "машины" и основные процессы, происходящие в ней.

Производственная линия состоит из:

• Экструдера, в котором смесь перемешивается, подготавливается и создается давление необходимое для экструзии,
• Инструмента или фильеры и устройства сухой и влажной калибрации, в котором формируется профиль ,
• Маркирующего принтера, наносящего всю информацию о материале, партии, смене, номере экструдера и т.д.,
• Тянущего устройства, обеспечивающего непрерывную, стабильную вытяжку материала,
• Пилы для резки профиля, нарезающей материал на равные, заданные отрезки,
• Устройства для сбора, складирования и упаковки продукции.

Начало экструзии: Смесь подготавливается в специальных бункерах и через систему подачи подается в ту часть экструдера, которая еще называется "материальным цилиндром". Далее, смесь захватывается шнеками и продвигается по зонам с различной температурой, 150-170 град.C. на входе и 190-210 град.C. на выходе из цилиндра. В первой зоне материального цилиндра, происходит перемешивание смеси и начальный разогрев. В следующей зоне, называемой "зоной пластикации" смесь переходит в вязкотекучее состояние. В этой же зоне происходит  первичное уплотнение и смесь дегазируется. В зоне выхода из материального цилиндра создается необходимое давление смеси для прохода её через фильеру. Основная часть всей экструзионной установки - это комплекс устройств называемых "Инструмент". В это понятие входят - непосредственно фильера и несколько калибраторов. Именно в "инструменте" сосредоточены все ноу-хау и технологические секреты компаний. От процессов, происходящих в этой зоне экструзионной установки в большей степени зависит качество конечного продукта: качество поверхности и геометрические отклонения по всей длине. Фильера состоит из двух составных частей: Первая - матрица, вторая - дорн. Эти два элемента и формируют щелевое отверстие по которому проходит расплавленная смесь. Температурный режим фильеры - тщательно охраняемый технологический секрет любой компании. На выходе из фильеры, сформированный профиль не должен потерять свою геометрическую форму и достаточно быстро охладиться. Охлаждение первоначальное и окончательное происходит в калибраторах: сухом и влажном. В сухом калибраторе осуществляется формовка. Процесс довольно необычный и сложный так как профиль имеет много тонких внутренних перегородок. На помощь приходит вакуум. Вакуум легкий, но тем не менее позволяющий удержать горячий профиль в стабильном состоянии за счет притягивания его к стенкам калибратора. В этой же зоне происходит и первичное охлаждение. Дальнейшее охлаждение происходит за счет охлаждения водой. Холодная вода циркулирует по каналам калибратора и отводит излишнее тепло от профиля, специальные датчики следят за температурой циркулирующей воды и в случае необходимости корректируют её. После калибраторов профиль высушивается воздухом, производится маркируется на специальном принтере. Маркируется каждый метр или полтора готового профиля. Маркировка позволяет в последующем определить на каком экструдере и в какую смену был произведен профиль, это позволяет очень четко контролировать качество. Все передвижения профиля выполняются тянущим транспортером, скорость которого согласована с вращением шнеков и другим устройствами экструзионной линии. Средняя скорость экструзии пвх профилей примерно 5-8 метров в минуту. Регулировка скорости экструзии очень тонкий процесс, он увязан с рецептурой и температурными режимами в различных зонах, поэтому он практически никогда не меняется. Заключительный этап производства ПВХ профиля - это резка, упаковка и складирование готовых профилей.Для этих процессов у каждой компании выработаны свои нормы и правила, увязанные с логистическими процессами внутри компании и с перевозчиками продукции.