聚氯乙烯PVC

聚氯乙烯（PVC）一、综述：1.定义：聚氯乙烯，简称PVC（Polyvinylchloridepolymer），是由氯乙烯单体在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。分子式：（CH2-CHCl）n2.结构：聚氯乙烯分子链结构如下：~~~CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH~~~ClClCl二、合成方法1.氯乙烯单体氯乙烯的工业生产方法有乙炔电石法、联合法、氧氯化法等。（1）乙炔电石法：CH≡CH+HCl→CH2=CHCl（2）联合法：CH2=CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl→CH2=CHCl+HClCH≡CH+HCl→CH2=CHCl（3）氧氯化法：2CH2=CH2+Cl2+1/2O2→2CH2=CHCl+H2O氧氯化法是随着石油工业的发展于20世纪60年代问世的，由于原料丰富，节省电能，成本较低，是当前生产氯乙烯的主要方法2.氯乙烯单体的聚合nCH2=CHCl→（CH2-CHCl）n聚合过程中聚合度由聚合温度来控制，聚合速率由引发剂用量来调节。工业上采用的聚合方法有四种：悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合和溶液聚合。聚合方法温度调节聚合度聚合物形态工艺及产物特点悬浮聚合容易低粉状小粒子工艺成熟后，后处理简单，质量好，成本低，占PVC总产量90%左右，用途广泛。乳液聚合容易高糊状生产易连续化，产品粒细，但后处理复杂，含杂质较多，电绝缘性、热稳定性及色泽较差，一般用于糊塑料。本体聚合难低粉状小颗粒工艺简单，树脂纯度高，性能优异，适宜制造高度透明制品，但反应热不易排除溶液聚合容易低糊状成本高，树脂与溶剂分离及溶剂回收工艺复杂，仅限于制造特殊涂料三、聚氯乙烯性能PVC塑料的综合性能性能硬质PVC软质PVC性能硬质PVC软质PVC相对密度1.35~1.461.16~1.35最高工作温度/℃7050~100吸水率（浸24h）/%0.07~0.50.15~0.8热导率/[W/(m•K)]0.126~0.2930.126~0.167拉伸强度/MPa35~5210~24线膨胀系数/（x10-5K-1）5~187~25伸长率/%40100~500体积电阻率/（Ω•cm）1012~10161011~1014弯曲强度/Mpa70~112介电损耗角正切（106Hz）0.05790.0579压缩强度/MPa55~85约8.8相对介电常数（60~106Hz）2~3.64~9悬臂梁冲击强度/（J/m）21.5~105.8介电强度/（kV/mm）≥18≥14邵氏硬度75~85（D）50~95（A）1.力学性能由于PVC是极性聚合物，分子间作用力较大，固体表现良好的力学性能。力学性能的数值不仅取决于相对分子量的大小，而且与所添加助剂的种类和数量也有关。2.热性能Tg是PVC的理论使用温度的上限，超过此温度PVC开始软化。PVC的Tg在80~85℃。PVC热稳定差，无论受热或日光都能引起变色，逐渐变为黄色、橙色、棕色直到黑色，伴随着力学性能和化学性能的降低。3.化学性能PVC具有良好的化学稳定性。耐大多数油类、醇类和脂肪族的侵蚀，但不耐芳烃、氯代烃、酯类等有机溶剂，环己酮、四氢呋喃、二氯乙烷等是PVC良好溶剂。硬质PVC（UPVC）的化学稳定性化学介质浓度/%质量变化/%拉伸强度保持率/%外观变化硫酸300.00790.0无氢氧化钠30-0.04294.2无甲醛370.02094.5发白，失去光泽乙醇950.02090.8无汽油120-0.02691.4无苯一天后，分层失光丙酮2h即发白，分层氯磺酸0.5h后全部碳化4.电性能PVC是体积电阻率和介电强度较高、介电损耗较小的电绝缘材料之一。PVC塑料的电性能还取决有配方设计，不同配方制得的PVC绝缘材料适用于不同应用场合。5.卫生性工业生产的PVC树脂本身是无毒的，他的卫生性主要有两个方面：（1）树脂中残留的氯乙烯单体，经试验证明是对人体有害的；（2）在加工过程中使用的许多工业助剂，尤其是热稳定剂具有不同程度的毒性。近年来，随着PVC合成技术的提高，PVC树脂中氯乙烯单体的含量成功降低到5x10-6以下，可生产出食品级PVC树脂。除毒性外，PVC的卫生性还应考虑助剂的析出和在溶剂中的析出问题。四、成型加工1.聚氯乙烯加工特性：（1）成型加工中的热稳定性：PVC的黏流温度在136℃以上，在140℃即产生大量分解，给PVC成型加工带来很大困难。因此，成型加工中必须加入热稳定剂来提高分解温度，对于软制品还可以加入增塑剂来降低黏流温度。加入热稳定剂后分解温度可达到200℃。（2）熔体的流变特性PVC熔体的流变性属于非牛顿流体，黏度的变化不但与温度有关，而且与剪切速率有关。（3）熔体塑化特性在成型加工中，PVC的熔化速度慢，熔体强度低，易引起熔体流动缺陷，需加入加工改性剂来克服这些缺点，加快树脂的塑化过程中的凝胶化速度，提高熔体的流动性，达到改善制品质量的目的。ACR是一类丙烯酸酯类共聚物，是PVC最常用的加工改性剂。（4）加工设备适应性PVC是热敏性树脂，成型加工中极易热分解。因此，除了加入稳定剂外，成型加工设备应具有避免物料长期受热、便于熔体流动的特性。a.选用深螺槽螺杆；b.采用快速塑化和高速注射工艺；c.制品设计避免尖角，规避应力集中；d.设备、模具与PVC接触的部分应注意防腐处理。（5）其他PVC是无定形聚合物，当熔融物冷却时，收缩率不大，一般UPVC为0.1%~0.6%，SPVC为1.0%~2.5%；PVC的极性使其具有易着色和易印刷的优点。2.成型加工与制品（1）挤出成型与制品：PVC挤出成型制品有两大类：一类是软质制品，一般用相对分子质量较高的PVC树脂（SG-1~SG-4），用单螺杆挤出机可顺利成型，制品主要有薄膜、软管、电线电缆等；另一类是硬质制品，一般选用相对分子质量较低的PVC树脂（SG-4~SG-7），用单螺杆和双螺杆挤出机均能成型。硬质制品有硬管、硬板、异型材。（2）注射成型与制品：注射成型对物料流动性要求较高，增加加工难度。为降低成型加工温度，一般UPVC选用相对分子质量较低的PVC树脂。注塑制品主要有两类：a.管件b.鞋类。（3）压延成型与制品：SPVC压延薄膜是压延成型的主要产品。选用PVC树脂和无毒助剂生产的压延薄膜用于制造输血袋、输液袋等医用制品已得到广泛应用。五、应用范围从消费结构来看，目前PVC产品中65%的消费领域在硬制品(包括管材15%、管件5%、门窗及型材30%、硬片及板材8%，等等)，35%用于软制品生产。以后PVC硬制品的比例还将逐步扩大，硬制品发展将以复合材料、掺混材料及其它适应建材市场要求的原料和制品为主。软制品则仍以电线电缆、包装材料和壁纸为主。制品整体向无毒、低增塑剂方向发展。PVC市场价格越来越呈现出波动剧烈、周期性强的特点，总的来说，供求格局是根本因素，具体则表现为短期的成本因素、生产因素、库存变化、需求变化、上游原料价格变动(电力价格、原盐价格、原油价格、乙烯价格、VCM及EDC单体价格等)，中长期还受到国家政策影响，如反倾销、电价调整、产业结构、行业准入、税率调整等的影响。供求关系是影响PVC价格的根本因素。长期来看，近年我国PVC产能持续快速增长，产量大幅提高，但PVC产能利用率却有所下降，同时需求增长放缓，净进口量持续下降，预计我国在不久的将来会转入净出口国行列。从国内PVC供需格局的演变看，随着新产能的上马国内市场供给转为宽松，供求关系总体将向供过于求方向发展。六、主要用途聚氯乙烯树脂由于化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。在日常生活中，聚氯乙烯用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等！具体分类：(一)PVC一般软制品利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等；利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。(二)PVC薄膜PVC与添加剂混合、塑化后，利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法加工薄膜，成为压延薄膜。也可以通过剪裁，热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜，所受热收缩的特性，可用于收缩包装。(三)PVC涂层制品有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上，然后在100摄氏度以上塑化而成。也可以先将PVC与助剂压延成薄膜，再与衬底压合而成。无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片，再压上花纹即可。人造革可以用来制作皮箱、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等，还有地板革，用作建筑物的铺地材料。(四)PVC泡沫制品软质PVC混炼时，加入适量的发泡剂做成片材，经发泡成型为泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。也可用挤出机基础成低发泡硬PVC板材和异型材，可替代木材试用，是一种新型的建筑才材料。(五)PVC透明片材PVC中加冲击改性剂和有机锡稳定剂，经混合、塑化、压延而成为透明的片材。利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装，是优良的包装材料和装饰材料―如月饼包装盒。(六)PVC糊树脂将PVC分散在液体增塑剂中，使其溶胀塑化而成增塑溶胶，通常用乳液或微悬浮树脂，还需加稳定剂、填料、着色剂等，经充分搅拌，脱气泡后，配成PVC糊，再用进、浸渍、浇铸或搪塑等加工成各种制品。如衣架、工具手柄、圣诞树等。(七)PVC硬板和板材PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管，用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好的薄片重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状，然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。(八)PVC其他门窗有硬质异型材料组装而成。在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场；仿木材料、代钢建材(北方、海边)；中空容器。谢谢观赏