聚氯乙烯(PVC)知識(shí)綜合培訓(xùn)

聚氯乙烯(PVC)知識(shí)綜合培訓(xùn)聚氯乙烯（PVC）知識(shí)綜合培訓(xùn)一、綜述：1.定義：聚氯乙烯，簡(jiǎn)稱(chēng)PVC（Polyvinylchloridepolymer），是由氯乙烯單體在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹(shù)脂。分子式：（CH2-CHCl）n2.結(jié)構(gòu)：聚氯乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)如下：~~~CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH~~~ClClCl二、合成方法1.氯乙烯單體氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)方法有乙炔電石法、聯(lián)合法、氧氯化法等。（1）乙炔電石法：

CH≡CH+HCl→CH2=CHCl（2）聯(lián)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

氧氯化法是隨著石油工業(yè)的發(fā)展于20世紀(jì)60年代問(wèn)世的，由于原料豐富，節(jié)省電能，成本較低，是當(dāng)前生產(chǎn)氯乙烯的主要方法2.氯乙烯單體的聚合nCH2=CHCl→（CH2-CHCl）n聚合過(guò)程中聚合度由聚合溫度來(lái)控制，聚合速率由引發(fā)劑用量來(lái)調(diào)節(jié)。工業(yè)上采用的聚合方法有四種：懸浮聚合、乳液聚合、本體聚合和溶液聚合。聚合方法溫度調(diào)節(jié)聚合度聚合物形態(tài)工藝及產(chǎn)物特點(diǎn)懸浮聚合容易低粉狀小粒子工藝成熟后，后處理簡(jiǎn)單，質(zhì)量好，成本低，占PVC總產(chǎn)量90%左右，用途廣泛。乳液聚合容易高糊狀生產(chǎn)易連續(xù)化，產(chǎn)品粒細(xì)，但后處理復(fù)雜，含雜質(zhì)較多，電絕緣性、熱穩(wěn)定性及色澤較差，一般用于糊塑料。本體聚合難低粉狀小顆粒工藝簡(jiǎn)單，樹(shù)脂純度高，性能優(yōu)異，適宜制造高度透明制品，但反應(yīng)熱不易排除溶液聚合容易低糊狀成本高，樹(shù)脂與溶劑分離及溶劑回收工藝復(fù)雜，僅限于制造特殊涂料三、聚氯乙烯性能PVC塑料的綜合性能性能硬質(zhì)PVC軟質(zhì)PVC性能硬質(zhì)PVC軟質(zhì)PVC相對(duì)密度1.35~1.461.16~1.35最高工作溫度/℃7050~100吸水率（浸24h）/%0.07~0.50.15~0.8熱導(dǎo)率/[W/(m?K)]0.126~0.2930.126~0.167拉伸強(qiáng)度/MPa35~5210~24線膨脹系數(shù)/（x10-5K-1）5~187~25伸長(zhǎng)率/%<40100~500體積電阻率/（??cm）1012~10161011~1014彎曲強(qiáng)度/Mpa70~112介電損耗角正切（106Hz）0.05790.0579壓縮強(qiáng)度/MPa55~85約8.8相對(duì)介電常數(shù)（60~106Hz）2~3.64~9懸臂梁沖擊強(qiáng)度/（J/m）21.5~105.8介電強(qiáng)度/（kV/mm）≥18≥14邵氏硬度75~85（D）50~95（A）1.力學(xué)性能由于PVC是極性聚合物，分子間作用力較大，固體表現(xiàn)良好的力學(xué)性能。力學(xué)性能的數(shù)值不僅取決于相對(duì)分子量的大小，而且與所添加助劑的種類(lèi)和數(shù)量也有關(guān)。2.熱性能Tg是PVC的理論使用溫度的上限，超過(guò)此溫度PVC開(kāi)始軟化。PVC的Tg在80~85℃。PVC熱穩(wěn)定差，無(wú)論受熱或日光都能引起變色，逐漸變?yōu)辄S色、橙色、棕色直到黑色，伴隨著力學(xué)性能和化學(xué)性能的降低。3.化學(xué)性能PVC具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。耐大多數(shù)油類(lèi)、醇類(lèi)和脂肪族的侵蝕，但不耐芳烴、氯代烴、酯類(lèi)等有機(jī)溶劑，環(huán)己酮、四氫呋喃、二氯乙烷等是PVC良好溶劑。硬質(zhì)PVC（UPVC）的化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)介質(zhì)濃度/%質(zhì)量變化/%拉伸強(qiáng)度保持率/%外觀變化硫酸300.00790.0無(wú)氫氧化鈉30-0.04294.2無(wú)甲醛370.02094.5發(fā)白，失去光澤乙醇950.02090.8無(wú)汽油120-0.02691.4無(wú)苯一天后，分層失光丙酮2h即發(fā)白，分層氯磺酸0.5h后全部碳化

4.電性能PVC是體積電阻率和介電強(qiáng)度較高、介電損耗較小的電絕緣材料之一。PVC塑料的電性能還取決有配方設(shè)計(jì)，不同配方制得的PVC絕緣材料適用于不同應(yīng)用場(chǎng)合。5.衛(wèi)生性工業(yè)生產(chǎn)的PVC樹(shù)脂本身是無(wú)毒的，他的衛(wèi)生性主要有兩個(gè)方面：（1）樹(shù)脂中殘留的氯乙烯單體，經(jīng)試驗(yàn)證明是對(duì)人體有害的；（2）在加工過(guò)程中使用的許多工業(yè)助劑，尤其是熱穩(wěn)定劑具有不同程度的毒性。

近年來(lái)，隨著PVC合成技術(shù)的提高，PVC樹(shù)脂中氯乙烯單體的含量成功降低到5x10-6以下，可生產(chǎn)出食品級(jí)PVC樹(shù)脂。

除毒性外，PVC的衛(wèi)生性還應(yīng)考慮助劑的析出和在溶劑中的析出問(wèn)題。四、成型加工1.聚氯乙烯加工特性：（1）成型加工中的熱穩(wěn)定性：PVC的黏流溫度在136℃以上，在140℃即產(chǎn)生大量分解，給PVC成型加工帶來(lái)很大困難。因此，成型加工中必須加入熱穩(wěn)定劑來(lái)提高分解溫度，對(duì)于軟制品還可以加入增塑劑來(lái)降低黏流溫度。加入熱穩(wěn)定劑后分解溫度可達(dá)到200℃。（2）熔體的流變特性PVC熔體的流變性屬于非牛頓流體，黏度的變化不但與溫度有關(guān)，而且與剪切速率有關(guān)。（3）熔體塑化特性在成型加工中，PVC的熔化速度慢，熔體強(qiáng)度低，易引起熔體流動(dòng)缺陷，需加入加工改性劑來(lái)克服這些缺點(diǎn)，加快樹(shù)脂的塑化過(guò)程中的凝膠化速度，提高熔體的流動(dòng)性，達(dá)到改善制品質(zhì)量的目的。ACR是一類(lèi)丙烯酸酯類(lèi)共聚物，是PVC最常用的加工改性劑。（4）加工設(shè)備適應(yīng)性PVC是熱敏性樹(shù)脂，成型加工中極易熱分解。因此，除了加入穩(wěn)定劑外，成型加工設(shè)備應(yīng)具有避免物料長(zhǎng)期受熱、便于熔體流動(dòng)的特性。a.選用深螺槽螺桿；b.采用快速塑化和高速注射工藝；c.制品設(shè)計(jì)避免尖角，規(guī)避應(yīng)力集中；d.設(shè)備、模具與PVC接觸的部分應(yīng)注意防腐處理。（5）其他PVC是無(wú)定形聚合物，當(dāng)熔融物冷卻時(shí)，收縮率不大，一般UPVC為0.1%~0.6%，SPVC為1.0%~2.5%；PVC的極性使其具有易著色和易印刷的優(yōu)點(diǎn)。2.成型加工與制品（1）擠出成型與制品：PVC擠出成型制品有兩大類(lèi)：一類(lèi)是軟質(zhì)制品，一般用相對(duì)分子質(zhì)量較高的PVC樹(shù)脂（SG-1~SG-4），用單螺桿擠出機(jī)可順利成型，制品主要有薄膜、軟管、電線電纜等；另一類(lèi)是硬質(zhì)制品，一般選用相對(duì)分子質(zhì)量較低的PVC樹(shù)脂（SG-4~SG-7），用單螺桿和雙螺桿擠出機(jī)均能成型。硬質(zhì)制品有硬管、硬板、異型材。（2）注射成型與制品：注射成型對(duì)物料流動(dòng)性要求較高，增加加工難度。為降低成型加工溫度，一般UPVC選用相對(duì)分子質(zhì)量較低的PVC樹(shù)脂。注塑制品主要有兩類(lèi)：a.管件b.鞋類(lèi)。（3）壓延成型與制品：

SPVC壓延薄膜是壓延成型的主要產(chǎn)品。選用PVC樹(shù)脂和無(wú)毒助劑生產(chǎn)的壓延薄膜用于制造輸血袋、輸液袋等醫(yī)用制品已得到廣泛應(yīng)用。五、應(yīng)用范圍從消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，目前PVC產(chǎn)品中65%的消費(fèi)領(lǐng)域在硬制品(包括管材15%、管件5%、門(mén)窗及型材30%、硬片及板材8%，等等)，35%用于軟制品生產(chǎn)。以后PVC硬制品的比例還將逐步擴(kuò)大，硬制品發(fā)展將以復(fù)合材料、摻混材料及其它適應(yīng)建材市場(chǎng)要求的原料和制品為主。軟制品則仍以電線電纜、包裝材料和壁紙為主。制品整體向無(wú)毒、低增塑劑方向發(fā)展。PVC市場(chǎng)價(jià)格越來(lái)越呈現(xiàn)出波動(dòng)劇烈、周期性強(qiáng)的特點(diǎn)，總的來(lái)說(shuō)，供求格局是根本因素，具體則表現(xiàn)為短期的成本因素、生產(chǎn)因素、庫(kù)存變化、需求變化、上游原料價(jià)格變動(dòng)(電力價(jià)格、原鹽價(jià)格、原油價(jià)格、乙烯價(jià)格、VCM及EDC單體價(jià)格等)，中長(zhǎng)期還受到國(guó)家政策影響，如反傾銷(xiāo)、電價(jià)調(diào)整、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、行業(yè)準(zhǔn)入、稅率調(diào)整等的影響。供求關(guān)系是影響PVC價(jià)格的根本因素。長(zhǎng)期來(lái)看，近年我國(guó)PVC產(chǎn)能持續(xù)快速增長(zhǎng)，產(chǎn)量大幅提高，但PVC產(chǎn)能利用率卻有所下降，同時(shí)需求增長(zhǎng)放緩，凈進(jìn)口量持續(xù)下降，預(yù)計(jì)我國(guó)在不久的將來(lái)會(huì)轉(zhuǎn)入凈出口國(guó)行列。從國(guó)內(nèi)PVC供需格局的演變看，隨著新產(chǎn)能的上馬國(guó)內(nèi)市場(chǎng)供給轉(zhuǎn)為寬松，供求關(guān)系總體將向供過(guò)于求方向發(fā)展。六、主要用途聚氯乙烯樹(shù)脂由于化學(xué)穩(wěn)定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、輸油管、離心泵和鼓風(fēng)機(jī)等。聚氯乙烯的硬板廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門(mén)窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾物等建筑用材。由于電氣絕緣性能優(yōu)良，可在電氣、電子工業(yè)中，用于制造插頭、插座、開(kāi)關(guān)和電纜。在日常生活中，聚氯乙烯用于制造涼鞋、雨衣、玩具和人造革等！具體分類(lèi)：(一)PVC一般軟制品利用擠出機(jī)可以擠成軟管、電纜、電線等；利用注射成型機(jī)配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車(chē)配件等。(二)PVC薄膜PVC與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機(jī)制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。也可以通過(guò)剪裁，熱合加工包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。經(jīng)雙向拉伸的薄膜，所受熱收縮的特性，可用于收縮包裝。(三)PVC涂層制品有襯底的人造革是將PVC糊涂敷于布上或紙上，然后在100攝氏度以上塑化而成。也可以先將PVC與助劑壓延成薄膜，再與襯底壓合而成。無(wú)襯底的人造革則是直接由壓延機(jī)壓延成一定厚度的軟制薄片，再壓上花紋即可。人造革可以用來(lái)制作皮箱、皮包、書(shū)的封面、沙發(fā)及汽車(chē)的坐墊等，還有地板革，用作建筑物的鋪地材料。(四)PVC泡沫制品軟質(zhì)PVC混煉時(shí)，加入適量的發(fā)泡劑做成片材，經(jīng)發(fā)泡成型為泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、涼鞋、鞋墊、及防震緩沖包裝材料。也可用擠出機(jī)基礎(chǔ)成低發(fā)泡硬PVC板材和異型材，可替代木材試用，是一種新型的建筑才材料。(五)PVC透明片材PVC中加沖擊改性劑和有機(jī)錫穩(wěn)定劑，經(jīng)混合、塑化、壓延而成為透明的片材。利用熱成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包裝，是優(yōu)良的包裝材料和裝飾材料―如月餅包裝盒。(六)PVC糊樹(shù)脂將PVC分散在液體增塑劑中，使其溶脹塑化而成增塑溶膠，通常用乳液或微懸浮樹(shù)脂，還需加穩(wěn)定劑、填料、著色劑等，經(jīng)充分?jǐn)嚢?，脫氣泡后，配成PVC糊，再用進(jìn)、浸漬、澆鑄或搪塑等加工成各種制品。如衣架