聚氯乙烯颗粒基础知识

聚氯乙烯颗粒加工原材料基础知识前言聚氯乙烯（简称PVC）属于强极性聚合物，其分子间作用力大，导致其软化温度和熔融温度较高，通常情况下改性ＰＶＣ树脂的熔融温度在160-210℃范围之内。PVC树脂内含有取代氯基，容易导致PVC单体脱HCL反应，从而引起降解反应。在加工过程中，纯PVC粉经过受热后,性能极不稳定，特别容易分解,在温度达到90℃时开始轻微分解反应，当温度达到120℃时就会发生明显的分解反应。分析PVC树脂在经过加热过程中的两个温度变化（熔融温度和分解温度）。分解温度低于熔融温度，也就是说PVC树脂在加热时未熔融就已经开始分解，因此PVC树脂是无法用热塑性方法加工成型的，必须要进行改性加工后设计，让其分解温度高于熔融温度，保证PVC树脂在加工中可熔融流动而不分解,此时就需要加一些稳定性能的改性剂或者是改变加工方法来防止性能分解。要改变熔融温度和分解温度。只有两种方法可行.一是降低加热时的熔融温度，办法为加入一定量的增塑剂进行塑化改性,并同时改变其加热时的方法；二是提高PVC树脂加工时本身的分解温度，办法是加入一定量的热稳定剂或相应辅助稳定剂来提高它的分解温度。此外，根据它本身的性能要求还须加入一些其它助剂来协助改变它的特性。第一章改性聚氯乙烯颗粒原材料介绍第一节聚氯乙烯树脂第二节增塑剂第三节填充剂第四节稳定剂第五节润滑剂第六节着色剂第七节阻燃剂第八节特殊助剂第一节聚氯乙烯树脂聚氯乙烯树脂(PVC)是由氯乙烯单体(VCM)或二氯乙烷(EDC)在引发剂作用下聚合而成的热塑性高分子化合物。分子式为〔CH2-CHCl〕n其中n表示为产品的聚合度,通常PVC树脂的聚合度为500-3500左右。它具本身据有难燃、耐磨、抗化学腐蚀、电绝缘性优良、力学性能强、性价比低等优点。缺点是热稳定性差、受热易引起不同程度的降解、软制品还有增塑剂外迁之弊，温度越高，越易变形，变形后不能完全复原，且在温度达到15℃以下逐步变硬，温度越低，该材料越硬且越脆。PVC树脂是由几种单体混在一起产生反应而合成的，具体有以下几种生产合成方法。聚氯乙烯树脂生产合成种类分类悬浮法聚氯乙烯SPVC乳液法聚氯乙烯EPVC微悬浮法聚氯乙烯MSPVC本体法聚氯乙烯MPVC高分子量聚氯乙烯HPVC立体规整的结晶性聚氯乙烯交联聚氯乙烯CLPVC氯化聚氯乙烯CPVC悬浮法聚氯乙烯SPVC的制作工艺、特性及用途悬浮法聚氯乙烯又名聚氯乙烯，英文名suspensionpolyvinylchloride,SPVC,suspensionPVC分子式〔CH2-CH〕nn=500~1500Cl制作方法１、乙炔法乙炔和氯化氢混合，以氯化汞为催化剂，在温度为170℃-190℃下进行反应，反应气体水洗、碱洗、加压精制得纯度为99.9%以上的氯乙烯单体,再在聚合釜中加入水、悬浮剂、引发剂及少量其它助剂搅拌聚合再经过离心脱水、干燥而得。2、乙烯氧氯化法用乙烯与氯气以三氯化铁为催化剂，在液相中反应生成二氯乙烷；再用乙烯与氯化氢、空气在氧氯化反应器中有催化剂三氯化铁存在下反应生成二氯乙烷；把这两部分制得的二氯乙烷精制后在500℃温度、（21-26）*105Pa压力下裂解反应生成氯乙烯单体，再在聚合釜中加入水、悬浮剂、引发剂及少量其它助剂搅拌聚合再经过离心脱水、干燥而得。３、烯炔联合法由石油裂解制取乙烯和乙炔，再将乙烯与氯气反应生成二氯乙烷，然后裂解得到氯乙烯和氯化氢，再用氯乙烯单体在聚合釜中加入水、悬浮剂、引发剂及少量其它助剂搅拌聚合再经过离心脱水、干燥而得。以上三种工艺生产的产品特性是外观白色无定型粉末，粒径60-250µm，表观密度400-600kg/m3,折射率为n20D1.544。不溶于水、酒精、汽油，在醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃中能膨胀和溶解。常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50%~60%的硝酸及20%以下的烧碱溶液。在80~85℃时开始软化，130℃左右变为黏弹态，160~180℃开始转变为黏流态。对光和热的稳定性差，在100℃以上或长时间阳光暴晒，就会分解而产生氯化氢，并进一步自动催化分解，引起变色和物理力学性能的迅速下降；因此在实际运用中必须加入稳定剂来提高热和光的稳定性用途：通常用于挤出、注射、压延、层压、吹塑等。乳液法聚氯乙烯EPVC的制作工艺、特性及用途乳液法聚氯乙烯又名聚氯乙烯、聚氯乙烯糊用树脂、分散性聚氯乙烯，英文名emulsionpolyvinylchloride,polyvinylchloride,polyvinylchloridepasteresin,dispersionpolyvinylchloride,EPVC,PVC分子式〔CH2-CH〕nn=500~1500Cl将一定比列的氯乙烯、水、引发剂、乳化剂、种子乳胶、pH值调节剂等加入聚合釜中，在搅拌和加热（40-60℃)下使氯乙烯进行聚合。为有利于种子乳胶粒径的增长，氯乙烯单体和乳化剂溶液应分批或连续加入。达到预定转化率（85%~95%）时停止聚合反应，回收未聚合单体。所得聚合物乳胶经喷雾干燥即得该产品。该产品特性是粒径为0.1-1µm的白色粉状,较疏松。无臭、无毒。常温下对酸、碱和盐类稳定。塑化性能较好，可与增塑剂及其他助剂配混成糊料，在室温下放置24h增浠黏度不超过20%，无沉析现象。用途：主要做糊状树脂用，适用于高速涂布等。微悬浮法聚氯乙烯MSPVC的制作工艺、特性及用途微悬浮法聚氯乙烯又名聚氯乙烯，英文名micro-suspensionpolyvinylchloride,MSPVC分子式〔CH2-CH〕nn=500~1500Cl将氯乙烯单体、无离子水、乳化剂、油溶性引发剂和其它助剂进行预混合均化，使含引发剂的氯乙烯均化成小液珠，再将均化物通入反应釜升温至聚合温度，聚合所得乳胶喷雾干燥即得产品。该产品特性属于白色粉末状糊用树脂，乳胶粒径介于悬浮和乳液聚合树脂之间，呈单峰连续分布，由其配制的糊料在高切变速率下黏度增高，涂装性能较差。树脂中含乳化剂量较少，糊料的热稳定性、脱气性、吸水性以及对金属的粘接性能较好，且生产的制品透明。用途：可制作各种聚氯乙烯糊料加工制品，还可做涂料、胶粘剂、密封材料、泡沫地板、电线电缆绝缘包皮等。本体法聚氯乙烯MPVC的制作工艺、特性及用途本体法聚氯乙烯又名聚氯乙烯，英文名masspolyvinylchloride,MPVC分子式〔CH2-CHCl〕nn=500~1500本体法分为两段聚合。第一段预聚合,在聚合釜中加入氯乙烯、引发剂于62-75℃温度下强烈搅拌形成微珠；二段为聚合微珠的增长，把一段形成的微珠在另一个聚合釜中再加入氯乙烯、引发剂约60℃温度下慢速搅拌形成微珠聚合，再经过筛滤即得该产品。该产品的特性属于白色准球型非结晶多孔粉末，与悬浮法聚氯乙烯比较，含杂质少、孔隙率高，吸收增塑剂快且多。用途：特别适合做透明产品和电器绝缘材料、排水管、地板、单丝人造革、薄膜、注塑产品等。高分子量聚氯乙烯HPVC的制作工艺、特性及用途高分子量聚氯乙烯又名聚氯乙烯，英文名highmolecularmasspolyvinylchloride,HPVC分子式〔CH2-CHCl〕nn=2000~3000采用悬浮法或乳液法在较低温度（25-35℃）下把氯乙烯、水、引发剂、悬浮剂或乳化剂进行反应而得。也有在常温（50~60℃）下聚合，但在反应物中加入含两个或两个以上不饱和键的交联剂。该产品特性聚合度在1700-3000左右，所生产的制品拉伸、弯曲、冲击、抗张等力学性能强，耐疲劳、耐寒、耐热等性能优异，但不易加工。用途：主要用于制作耐疲劳、耐寒、耐热等特殊性能产品，入105℃、125℃耐热电线电缆等。立体规整的结晶性聚氯乙烯的制作工艺、特性及用途立体规整的结晶性聚氯乙烯又名聚氯乙烯，立体规整的聚氯乙烯，低温法聚氯乙烯，英文名stereoregularcrystallinepolyvinylchloride分子式〔CH2CHClCH2CHClCH2CHCL〕n要求用低温聚合法，在-80—0℃（最好是-20~-15℃）下加氯乙烯、引发剂、乳化剂、防冻剂和水等进行反应而得。该产品特性耐热性和耐溶剂性好。可经受130℃高温，于150℃温度中只收缩10%左右，因而可熨烫，但特别不好加工。用途：可用于挤出和注塑，特别适合做耐高温水管、耐蒸煮消毒的医疗器材等。交联聚氯乙烯CLPVC的制作工艺、特性及用途交联聚氯乙烯又名聚氯乙烯，热固性聚氯乙烯，英文名crosslinkedpolyvinylchloride,CLPVC分子式CH2CH2CHCLCHCLCH—A—CHCHCLCHCL制作工艺分辐射交联法和化学交联法。加入聚氯乙烯、多功能单体、引发剂、其它助剂加工成产品经过辐照得辐射交联PVC（此法不能加引发剂）；经过化学交联反应得化学交联PVC。该产品特性是具有交联结构的热固性塑料。且力学性强、尺寸稳定性好、耐热变形、耐磨、耐油、耐化学品性能好，可在80-110℃下连续使用，即使遇到320-380℃的烙铁接触，也不会造成绝缘层立即熔化。用途：主要制作耐高强度、耐高热、耐高磨耗的电线电缆使用，如电饭煲、电磁炉、干燥器等。氯化聚氯乙烯CPVC的制作工艺、特性及用途氯化聚氯乙烯又名过氯乙烯树脂，英文名chlorinatedpolyvinylchloride,CPVC分子式（CH-CH-CH2-CH）nClClCl制作工艺分溶液氯化法、悬浮氯化法、固态氯化法。把氯苯或氯代烷烃溶解并制得溶剂再加聚氯乙烯、氯气、膨润剂、水等反应而成。该产品特性是具有良好的黏接性、难燃性、耐化学腐蚀性、耐老化性、耐绝缘性等。用途：溶液氯化法聚氯乙烯主要用于制作涂料、清漆、胶黏剂等；氯化法聚氯乙烯主要用于制作耐热、酸、碱的管材和板材。第二节增塑剂是指可提高聚合物塑化性能的一类物质。其主要作用有两点：一是降低聚合物的熔融温度和熔体黏度，从而降低其加工温度；二是赋予聚合物制品柔软性、弹性、和耐高、低温性能。主要由石油和部分植物油等提炼而成。为改进聚氯乙烯的加工性及其它力学性能,常加入一些有机液体或低熔点固体,以降低聚合物的玻璃化温度,增加流动性。这种作用就叫做增塑作用，而加入的物质就叫做增塑剂。增塑剂种类繁多，且不同的增塑剂，性能和使用要求也不相同。主要有以下几种PVC常用增塑剂的种类邻苯二甲酸二（2-乙基）已酯，俗称邻苯二甲酸二辛酯DOP邻苯二甲酸二正丁酯DBP邻苯二甲酸二异辛酯DIOP邻苯二甲酸二异丁酯DIBP邻苯二甲酸二庚酯DHP邻苯二甲酸二异癸酯DIDP对苯二甲酸二（2-乙基）已酯，俗称对苯二甲酸二辛酯DOTP偏苯三酸三（2-乙基）已酯，俗称偏苯三酸三辛酯TOTM已二酸二（2-乙基）已酯，俗称已二酸二辛酯DOA癸二酸二（2-乙基）已酯，俗称癸二酸二辛酯DOS环氧大豆油ESO环氧大豆油酸（2-乙基）已酯ESBO聚酯增塑剂UN610氯化石蜡S-52乙酰柠檬酸三丁酯ATBC邻苯二甲酸二辛酯DOP的特性及用途它是目前增塑剂用量中最大的一种品种,外观为无色或淡黄色油状透明液体.与PVC树脂相容性好,增塑效率高、挥发小、耐水及耐低温性均佳。一般可耐低温-15℃,密度0.986g/cm3、闪点219℃、酯含量99%-100.5%、酸值0.1mgKOH/g、色泽小于15。用途：可广泛用于各种PVC产品。邻苯二甲酸二正丁酯DBP的特性及用途外观为清澈油状液体，与DOP相比，优点好于DOP、价格低于DOP，缺点为挥发大、耐水和耐热性差，对农作物有一定危害性，不宜用于农业中，常作为DOP的替代品，很少单独使用，一般与DOP协同加入，密度1.045g/cm3、闪点171℃、酯含量大于99.5-100.5%、酸值小于0.1mgkoh/g、色泽小于25。用途：PVC工业膜和人造革等制品及鞋类产品用料。邻苯二甲酸二异辛酯DIOP的特性及用途外观为淡黄色油状透明液体，耐挥发性好,耐油性及绝缘性优,耐低温、耐热性及增塑效率差，密度0.986g/cm3、闪点218℃、酯含量大于99%、