聚氯乙烯PVC材料概述学习教案.ppt

会计学1聚氯乙烯聚氯乙烯PVC材料材料(cáiliào)概述概述第一页，共23页一、综述一、综述一、综述一、综述(zōngshù)(zōngshù)(zōngshù)(zōngshù)：：：：n n1 1. .定定义义：：聚聚氯氯乙乙烯烯，，简简称称P PV VC C（（P Po ol ly yv vi in ny yl l c ch hl lo or ri id de e p po ol ly ymme er r）），，是是由由氯氯乙乙烯烯单单体体在在引引发发剂剂作作用用( (z zu uò òy yò òn ng g) )下下聚聚合合而而成成的的热热塑塑性性树树脂脂n n分分子子式式：：（（C CH H2 2- -C CH HC Cl l））n nn n2 2. .结结构构：：聚聚氯氯乙乙烯烯分分子子链链结结构构如如下下：：n n ~ ~~ ~~ ~C CH H2 2- -C CH H- -C CH H2 2- -C CH H- -C CH H2 2- -C CH H~ ~~ ~~ ~n n聚聚氯氯乙乙烯烯分分子子结结构构ClClCl第1页/共22页第二页，共23页。

1 1. .氯氯乙乙烯烯单单体体氯氯乙乙烯烯的的工工业业生生产产方方法法有有乙乙炔炔电电石石( (d di ià àn ns sh hí í) )法法、、联联合合法法、、氧氧氯氯化化法法等等1 1））乙乙炔炔电电石石( (d di ià àn ns sh hí í) )法法：： C CH H≡ ≡C CH H+ +H HC Cl l →→C CH H2 2= =C CH HC Cl l（（2 2））联联合合法法：： C CH H2 2= =C CH H2 2+ +C Cl l2 2→→C CH H2 2C Cl l- -C CH H2 2C Cl l →→C CH H2 2= =C CH HC Cl l+ +H HC Cl l C CH H≡ ≡C CH H+ +H HC Cl l →→C CH H2 2= =C CH HC Cl l（（3 3））氧氧氯氯化化法法：： 2 2C CH H2 2= =C CH H2 2+ +C Cl l2 2+ +1 1/ /2 2OO2 2 →→2 2C CH H2 2= =C CH HC Cl l+ +H H2 2OO————氧氧氯氯化化法法是是随随着着石石油油工工业业的的发发展展于于2 20 0世世纪纪6 60 0年年代代问问世世的的，，由由于于原原料料丰丰富富，，节节省省电电能能，，成成本本较较低低，，是是当当前前生生产产氯氯乙乙烯烯的的主主要要方方法法二、合成二、合成二、合成二、合成(héchéng)(héchéng)(héchéng)(héchéng)方法方法方法方法第2页/共22页第三页，共23页。

2 2. .氯氯乙乙烯烯单单体体的的聚聚合合 n nC CH H2 2= =C CH HC Cl l （（C CH H2 2- -C CH HC Cl l））n n 聚聚合合过过程程( (g gu uò òc ch hé én ng g) )中中聚聚合合度度由由聚聚合合温温度度来来控控制制，，聚聚合合速速率率由由引引发发剂剂用用量量来来调调节节工工业业上上采采用用的的聚聚合合方方法法有有四四种种：：悬悬浮浮聚聚合合、、乳乳液液聚聚合合、、本本体体聚聚合合和和溶溶液液聚聚合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第3页/共22页第四页，共23页。

三、聚氯乙烯三、聚氯乙烯三、聚氯乙烯三、聚氯乙烯(jù￿lǜ￿yǐ￿xī)(jù￿lǜ￿yǐ￿xī)(jù￿lǜ￿yǐ￿xī)(jù￿lǜ￿yǐ￿xī)性能性能性能性能P PV VC C塑塑料料( (s sù ùl li ià ào o) )的的综综合合性性能能性能硬质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）第4页/共22页第五页，共23页。

1 1. .力力学学性性能能：：由由于于P PV VC C是是极极性性聚聚合合物物，，分分子子间间作作用用力力较较大大( (j ji ià ào o d dà à) )，，固固体体表表现现良良好好的的力力学学性性能能力力学学性性能能的的数数值值不不仅仅取取决决于于相相对对分分子子量量的的大大小小，，而而且且与与所所添添加加助助剂剂的的种种类类和和数数量量也也有有关关第5页/共22页第六页，共23页2 2. .热热性性能能：：T Tg g是是P PV VC C的的理理论论使使用用温温度度的的上上限限，，超超过过此此温温度度P PV VC C开开始始软软化化P PV VC C的的T Tg g在在8 80 0~ ~8 85 5℃℃P PV VC C热热稳稳定定差差，，无无论论受受热热或或日日光光都都能能引引起起变变色色，，逐逐渐渐变变为为黄黄色色( (h hu uá án ng gs sè è) )、、橙橙色色、、棕棕色色直直到到黑黑色色，，伴伴随随着着力力学学性性能能和和化化学学性性能能的的降降低低第6页/共22页第七页，共23页3.3.化学性能：化学性能： PVC PVC具有良好的化学稳定性。

耐大多数油类、醇类和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脂肪族的侵蚀(qīnshí)(qīnshí)，但不耐芳烃、氯代烃、酯类等有机，但不耐芳烃、氯代烃、酯类等有机溶剂，环己酮、四氢呋喃、二氯乙烷等是溶剂，环己酮、四氢呋喃、二氯乙烷等是PVCPVC良好溶剂良好溶剂硬质硬质PVCPVC（（UPVCUPVC）的化学稳定性）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后全部碳化第7页/共22页第八页，共23页P PV VC C是是体体积积( (t tǐ ǐj jī ī) )电电阻阻率率和和介介电电强强度度较较高高、、介介电电损损耗耗较较小小的的电电绝绝缘缘材材料料之之一一 P PV VC C塑塑料料的的电电性性能能还还取取决决有有配配方方设设计计，，不不同同配配方方制制得得的的P PV VC C绝绝缘缘材材料料适适用用于于不不同同应应用用场场合合。

4.4.电性能：电性能：电性能：电性能：第8页/共22页第九页，共23页5 5. .卫卫生生性性：： 工工业业生生产产的的P PV VC C 树树脂脂本本身身是是无无毒毒的的，，他他的的卫卫生生性性主主要要有有两两个个方方面面：：（（1 1））树树脂脂中中残残留留的的氯氯乙乙烯烯单单体体，，经经试试验验证证明明是是对对人人体体有有害害的的；；（（2 2））在在加加工工过过程程中中使使用用的的许许多多工工业业助助剂剂，，尤尤其其是是热热稳稳定定剂剂具具有有不不同同程程度度的的毒毒性性 近近年年来来，，随随着着P PV VC C合合成成技技术术( (j jì ìs sh hù ù) )的的提提高高，，P PV VC C树树脂脂中中氯氯乙乙烯烯单单体体的的含含量量成成功功降降低低到到5 5x x1 10 0- -6 6以以下下，，可可生生产产出出食食品品级级P PV VC C树树脂脂 除除毒毒性性外外，，P PV VC C的的卫卫生生性性还还应应考考虑虑助助剂剂的的析析出出和和在在溶溶剂剂中中的的析析出出问问题题。

第9页/共22页第十页，共23页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(zhìpǐn)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℃第10页/共22页第十一页，共23页（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(ér￿qiě)与剪切速率有关第11页/共22页第十二页，共23页（（3 3））熔熔体体塑塑化化特特性性：：￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿在在成成型型加加工工中中，，P PV VC C的的熔熔化化速速度度慢慢，，熔熔体体强强度度低低，，易易引引起起熔熔体体流流动动缺缺陷陷，，需需加加入入加加工工改改性性剂剂来来克克服服这这些些( (z zh hè èx xi iē ē) )缺缺点点，，加加快快树树脂脂的的塑塑化化过过程程中中的的凝凝胶胶化化速速度度，，提提高高熔熔体体的的流流动动性性，，达达到到改改善善制制品品质质量量的的目目的的。

￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿A AC CR R是是一一类类丙丙烯烯酸酸酯酯类类共共聚聚物物，，是是P PV VC C最最常常用用的的加加工工改改性性剂剂第12页/共22页第十三页，共23页（（4 4））加加工工设设备备适适应应性性P PV VC C是是热热敏敏性性树树脂脂，，成成型型加加工工中中极极易易热热分分解解因因此此，，除除了了( (c ch hú ú￿ ￿l le e) )加加入入稳稳定定剂剂外外，，成成型型加加工工设设备备应应具具有有避避免免物物料料长长期期受受热热、、便便于于熔熔体体流流动动的的特特性性a a. .选选用用深深螺螺槽槽螺螺杆杆；；b b. .采采用用快快速速塑塑化化和和高高速速注注射射工工艺艺；；c c. .制制品品设设计计避避免免尖尖角角，，规规避避应应力力集集中中；；d d. .设设备备、、模模具具与与P PV VC C接接触触的的部部分分应应注注意意防防腐腐处处理理5 5））其其他他P PV VC C是是无无定定形形聚聚合合物物，，当当熔熔融融物物冷冷却却时时，，收收缩缩率率不不大大，，一一般般U UP PV VC C为为0 0. .1 1% %~ ~0 0. .6 6% %，，S SP PV VC C为为1 1. .0 0% %~ ~2 2. .5 5% %；；P PV VC C的的极极性性使使其其具具有有易易着着色色和和易易印印刷刷的的优优点点。

第13页/共22页第十四页，共23页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(fēnzǐ)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(fēnzǐ)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(fēnzǐ)质量较低的PVC树脂注塑制品主要有两类：a.管件b.鞋类第14页/共22页第十五页，共23页（（3 3））压压延延成成型型与与制制品品：：￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿S SP PV VC C压压延延薄薄膜膜是是压压延延成成型型的的主主要要产产品品选选用用P PV VC C树树脂脂和和无无毒毒助助剂剂生生产产的的压压延延薄薄膜膜用用于于制制造造输输血血( (s sh hū ū￿ ￿x xu uè è) )袋袋、、输输液液袋袋等等医医用用制制品品已已得得到到广广泛泛应应用用。

第15页/共22页第十六页，共23页五、PVC加工(jiā￿gōng)助剂1.增塑剂：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿良好的相容性增速效率高耐久性好无毒优良的加工性价廉易得增塑剂应满足要求第16页/共22页第十七页，共23页第17页/共22页第十八页，共23页2.2.润滑剂：润滑剂： 能改进聚合物熔体的流动性、减少熔体对设备能改进聚合物熔体的流动性、减少熔体对设备的黏附的黏附(niánfù)(niánfù)现象、提高塑件脱模作用的物质现象、提高塑件脱模作用的物质内内内内润滑剂润滑剂润滑剂润滑剂外外外外润滑剂润滑剂润滑剂润滑剂与与PVCPVC相容性好相容性好碳链长度短碳链长度短与与PVCPVC相容性不好相容性不好碳链长度长碳链长度长润滑剂润滑剂润滑剂润滑剂第18页/共22页第十九页，共23页3.3.阻燃剂：阻燃剂： 能阻止燃烧，降低燃烧速度或提高能阻止燃烧，降低燃烧速度或提高(tí gāo)(tí gāo)着火点着火点的物质4.4.发泡剂：发泡剂： 是一类能使处于一定黏度范围内的液态或塑性是一类能使处于一定黏度范围内的液态或塑性状态的塑料、橡胶形成微孔结构的物质。

状态的塑料、橡胶形成微孔结构的物质发泡剂物理发泡剂化学发泡剂利用其在一定温度范围内物理状态的变化而产生气体，在使用过程中不发生化学变化指在发泡过程中通过化学变化产生气体而达到发泡目的的物质第19页/共22页第二十页，共23页六、医用PVC聚氯乙烯（PVC）类材料制造的方便性、以及这类材料与静脉（intravenous，IV）注射液和血液之间良好的相容性，使其在医疗领域有广泛的应用(yìngyòng)￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿PVC在各种各样的医疗产品中有着悠久的使用历史PVC在医疗产品中的应用(yìngyòng)包括输液袋、输血袋、输注设备等等这些医疗设备经过了世界范围内包括FDA在内的无数政府机构和独立健康机构的严格的监管审查在过去40多年的使用过程当中，这些材料的安全性已经经过了50亿到70亿急性接触住院天数以及10亿到20亿慢性接触住院天数的证明，并没有发现PVC类材料具有任何反作用第20页/共22页第二十一页，共23页 PVC需要加入一系列助剂才具有优异的性能主要就是增塑剂 在PVC中加入增塑剂是为了改进PVC的柔软性、耐寒性、增进光稳定性不同用途的PVC制品，增塑剂的添加量不同。

研究表明，含有邻苯二甲酸酯类的PVC遇上油脂或在100℃以上高温环境下，很容易(róngyì)释放 医疗器械国家标准中涉及到DEHP的标准GB14232.1-2004《人体血液及血液成分袋式塑料容器第1部分﹕传统型血袋》适用于以使用DEHP增塑剂的PVC为主的血袋，规定血袋公称容量在300ml～500ml时醇出物（DEHP）不大于10mg/100ml，在150ml～300ml时不大于13mg/100ml，小于150ml时不大于14mg/100ml第21页/共22页第二十二页，共23页内容(nèiróng)总结会计学CH≡CH+HCl →CH2=CHCl2CH2=CH2+Cl2+1/2O2 →2CH2=CHCl+H2O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但与温度有关，而且与剪ACR是一类丙烯酸酯类共聚物，是PVC最常用的加工改性剂SPVC压延薄膜是压延成型(chéngxíng)的主要产品医疗器械国家标准中涉及到DEHP的标准第二十三页，共23页。