词语大全 > 聚氯乙烯

聚氯乙烯

聚氯乙烯,英文简称PVC(Polyvinyl chloride),是氯乙烯单体(vinyl chloride monomer, 简称VCM)在过氧化物、偶氮化合物等引发剂;或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称之为氯乙烯树脂

PVC为无定形结构的白色粉末,支化度较小,相对密度1.4左右,玻璃化温度77~90℃,170℃左右开始分解 [1] ,对光和热的稳定性差,在100℃以上或经长时间阳光曝晒,就会分解而产生氯化氢,并进一步自动催化分解,引起变色,物理机械性能也迅速下降,在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。

工业生产的PVC分子量一般在5万~11万范围内,具有较大的多分散性,分子量随聚合温度的降低而增加;无固定熔点,80~85℃开始软化,130℃变为粘弹态,160~180℃开始转变为粘流态;有较好的机械性能,抗张强度60MPa左右,冲击强度5~10kJ/m2;有优异的介电性能

PVC曾是世界上产量最大的通用塑料,应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,聚氯乙烯在3类致癌物清单中。 [2]

聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料,是含有少量结晶结构的无定形聚合物。这种材料的结构如下:[ —CH2 —CHCl— ]n。PVC是VCM单体多数以头-尾结构相联的线形聚合物。碳原子为锯齿形排列,所有原子均以σ键相连。所有碳原子均为sp3杂化。

在PVC分子链上存在短的间规立构规整结构。随着聚合反应温度的降低,间规立构规整度提高。聚氯乙烯大分子结构中存在着头头结构、支链、双键、烯丙基氯、叔氯等不稳定性结构、使得耐热变形及耐老化差等缺点。故作交联后,可将该类缺点消除。

交联分为辐射交联和化学交联。

1.辐射交联。使用高能射线,一般为钴60辐射源产生的射线或电子加速产生的电子射线,主要采用后者。再加以助交联助剂(两个或多个碳碳双键结构的单体)进行交联。但操作难度大,对设备要求高。

2.化学交联。使用三唑二巯基胺盐(FSH)进行交联,交联机理为胺与巯基结合进攻碳氯极性键实行取代反应。交联后产品耐紫外、耐溶剂、耐温、冲击增韧等性能会得到全面提升。

聚氯乙烯早在1835年就为美国V.勒尼奥发现,用日光照射氯乙烯时生成一种白色固体,即聚氯乙烯。

PVC在19世纪被发现过两次,一次是Henri Victor Regnault在1835年,另一次是Eugen Baumann在1872年发现的。两次机会中,这种聚合物都出现在被放置在太阳光底下的氯乙烯的烧杯中,成为白色固体。20世纪初,俄国化学家Ivan Ostromislensky和德国Griesheim-Elektron公司的化学家Fritz Klatte同时尝试将PVC用于商业用途,但困难的是如何加工这种坚硬的,有时脆性的的聚合物。

1912年,德国人Fritz Klatte合成了PVC,并在德国申请了专利,但是在专利过期前没有能够开发出合适的产品。

1926年,美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon合成了PVC并在美国申请了专利。Waldo Semon和B.F. Goodrich Company在1926年开发了利用加入各种助剂塑化PVC的方法,使它成为更柔韧更易加工的材料并很快得到广泛的商业应用。

1914年发现用有机过氧化物可加速氯乙烯的聚合,1931年德国法该公司采用乳液聚合法实现聚氯乙烯的工业化生产。1933年W.L.西蒙提出用高沸点溶剂和磷酸三甲酚酯与PVC加热混合,可加工成软聚氯乙烯制品,这才使PVC的实用化有了真正的突破。英国卜内门化学工业公司、美国联合碳化物公司及固特里奇化学公司几乎同时在1936年开发了氯乙烯的悬浮聚合及 PVC的加工应用。为了简化生产工艺,降低能耗,1956年法国圣戈邦公司开发了本体聚合法。1983年,世界总消费量约11.1Mt,总生产能力约17.6Mt;是仅次于聚乙烯产量的第二大塑料品种,约占塑料总产量的15-。中国自行设计的 PVC生产装置于1956年在辽宁锦西化工厂进行试生产,1958年3kt装置正式工业化生产,1984年产量530.9kt。

PVC是三十年代初实现工业化的。从三十年代起,在很长的时间里,聚氯乙烯产量一直在世界塑料用量中占居第一位。六十年代后期,聚乙烯取代了聚氯乙烯。现聚氯乙烯塑料虽退居第二位,但产量仍占塑料总产量的四分之一以上。

六十年代以前,单体氯乙烯的生产基本是以电石乙炔为主,由于电石生产需耗大量电能和焦炭、成本高。六十年代初乙烯氧氯化法生产氯乙烯工业化后,各国转向了以更便宜的石油为原料。另外,由于聚氯乙烯的原料很大部分(约57-重量)是制碱工业必然伴生副产物氯气,不仅原料来源丰富,而且也是发展氯碱工业、平衡氯气的很重要的产品之一。所以聚氯乙烯在塑料中的比重虽有下降,但仍保持了较高的增长速度。

聚氯乙烯塑料制品应用非常广泛,但在七十年代中期,人们认识到聚氯乙烯树脂及制品中残留的单体氯乙烯(VCM)是一种严重的致癌物质,无疑在一定程度会影响聚氯乙烯的发展。不过人们已成功地通过汽车等途径降低残留的VCM,使聚氯乙烯树脂中VCM会含量小于10ppm,达到卫生级树脂要求,扩大了聚氯乙烯的应用范围。甚至可使树脂中的VCM含量小于5ppm,加工后残留的VCM极少。对人体基本无害,可用作食品药包装和儿童玩具等。

根据应用范围的不同,PVC可分为:通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的;高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂;交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。

根据氯乙烯单体的获得方法来区分,可分为电石法乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法(习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法)。

根据聚合方法,聚氯乙烯可分为四大类:悬浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。悬浮法聚氯乙烯是产量最大的一个品种,约占PVC总产量的80-左右。悬浮法聚氯乙烯按绝对黏度分六个型号:XS-1、XS-2……XS-6;XJ-1、XJ-2……、XJ-6。型号中各字母的意思:X-悬浮法;S-疏松型;J-紧密型。

根据增塑剂含量的多少,常将PVC塑烯塑料分为:无增塑PVC,增塑剂含量为0;硬质PVC,增塑剂含量小于10-;半硬质PVC,增塑剂含量为10-30-;软质PVC,增塑剂含量为30-70-;聚氯乙烯糊塑料,增塑剂含量为80-以上。

聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化剂经取代反应制成。由于其防火耐热作用,聚氯乙烯被广泛用于各行各业各式各样产品: 电线外皮、光纤外皮、鞋、手袋、袋、饰物、招牌与广告牌、建筑装潢用品、家俱、挂饰、滚轮、喉管、玩具(如有名的意大利“Rody”跳跳马)、门帘、卷门、辅助医疗用品、手套、某些食物的保鲜纸、某些时装等。

PVC用自由基加成聚合方法制备,聚合方法主要分为悬浮聚合法乳液聚合法和本体聚合法,以悬浮聚合法为主,约占PVC总产量的80-左右。将纯水、液化的VCM单体、分散剂加入到反应釜中,然后加入引发剂和其它助剂,升温到一定温度后VCM单体发生自由基聚合反应生成PVC颗粒。持续的搅拌使得颗粒的粒度均匀,并且使生成的颗粒悬浮在水中。此外,还有用微悬浮法生产PVC糊用树脂,产品性能和成糊性均好。

悬浮聚合法 使单体呈微滴状悬浮分散于水相中,选用的油溶性引发剂则溶于单体中,聚合反应就在这些微滴中进行,聚合反应热及时被水吸收,为了保证这些微滴在水中呈珠状分散,需要加入悬浮稳定剂,如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物,如过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后,物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜,水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。氯乙烯单体应尽可能从树脂中抽除。作食品包装用的 PVC,游离单体含量应控制在1ppm以下。聚合时为保证获得规定的分子量和分子量分布范围的树脂并防止爆聚,必须控制好聚合过程的温度和压力。树脂的粒度和粒度分布则由搅拌速度和悬浮稳定剂的选择与用量控制。树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。聚合反应釜是主要设备,由钢制釜体内衬不锈钢或搪瓷制成,装有搅拌器和控制温度的传热夹套,或内冷排管、回流冷凝器等。为了降低生产成本,反应釜的容积已由几立方米、十几立方米逐渐向大型化发展,最大已达到200立方米(釜式反应器)。聚合釜经多次使用后要除垢。以聚乙烯醇和纤维素醚类等为悬浮稳定剂制得的 PVC一般较疏松,孔隙多,表面积大,容易吸收增塑剂和塑化

乳液聚合法 最早的工业生产 PVC的一种方法。在乳液聚合中,除水和氯乙烯单体外,还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂乳化剂,使单体分散于水相中而成乳液状,以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂,还可以采用“氧化-还原”引发体系,聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂,十二烷基硫醇作调节剂,碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状,乳液粒径0.05~2μm,可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短,较易控制,得到的树脂分子量高,聚合度较均匀,适用于作聚氯乙烯糊,制人造革或浸渍制品。乳液法聚合的配方复杂,产品杂质含量较高。

本体聚合法 聚合装置比较特殊,主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成聚合分两段进行单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h,生成种子粒子,这时转化率达8-~10-,然后流入第二段聚合釜中,补加与预聚物等量的单体,继续聚合。待转化率达85-~90-,排出残余单体,再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制,反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单,产品质量好,生产成本也较低。

PVC树脂是一个极性非结晶性高聚物,密度: 1.380 g/cm3,玻璃转变温度:87℃,因此热稳定性差,不易加工。不能直接使用,必须经过改性混配,添加相关助剂和填充物才可以使用。而因添加的相关助剂和填充物的种类和分数的不同,这就决定了所制备的PVC材料性能和要求是不一样的。我们通常称之为PVC配方,严格说来是PVC改性配方,而PVC只有经过改性才能使用。这一类常被归类为高分子改性材料。高分子材料改性主要围绕通用塑料的高性能化、单组分材料向多组分材料复合材料转变(合金、共混、复合)、赋予材料功能化、优化性能与价格等方面的研究。改性方法主要是化学改性、填充改性、增强改性、共混改性以及纳米复合改性。改性基本原理就是通过添加物赋予材料功能或者提高某些性能。 [3] 因此,PVC配方技术的高下,决定了一家工厂技术和生产能力的高下。

PVC一般先要改性造粒,用螺杆挤出机组制备成粒子后,塑化更充分,加工也更容易,尤其是工艺是注塑的产品。螺杆挤出机是塑料成型加工最主要的设备之一,它通过外部动力传递和外部加热元件的传热进行塑料的固体输送、压实、熔融、剪切混炼挤出成型。螺杆挤出机无论作为塑化造粒机械还是成型加工机械都占有重要地位严格来说,有着特殊要求的PVC制品,PVC改性配方,是根据客户要求量身定做的。还有就是在PVC生产过程中共聚衍生,此类改性的品种有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等 [4]

聚氯乙烯热稳定性和耐光性较差。在150℃时开始分解出氯化氢,随着增塑剂含量的多少发生不良反应。另外,颜料对PVC的影响,体现在颜料是否与PVC及组成PVC制品的其它组分发生反应以及颜料本身耐迁移性、耐热性。着色剂中的某些成份可能会促使树脂的降解。如铁离子和锌离子是PVC树脂降解反应的催化剂。因此,使用氧化铁(红、黄、棕和黑)颜料或氧化锌、硫化锌和立德粉类白色颜料会降低PVC树脂的热稳定性。某些着色剂可能会与PVC树脂的降解产物发生作用。如群青类颜料耐酸性差,故在PVC着色加工过程中,会与PVC分解产生的氯化氢发生相互作用而失去应有的颜色。因此就PVC着色而言,考虑到所用树脂及相关助剂的特征,结合颜料的特点。在选择着色剂时应当注意以下几个问题。 [5]

1、颜料中的某些金属离子会促使聚氯乙烯树脂热氧分解如图1。

测定方法为加有颜料聚乙烯加热至180℃时的色相变化。由于颜料中含有金属离子促使PVC分解加快,从而产生色相变化。同时,还要注意的是,同样加入色淀红可使PVC产生的色差不同,如含有钙,色相差小;含锰则色相差大,这是由于锰等金属促进PVC脱氯化氢所致。

硫化物类着色剂(如镉红、黄等)用于聚氯乙烯着色,可能因着色剂分解放出硫化氢。这类着色剂不宜与铅稳定剂混用,以免生成黑色的硫化铅。

2、颜料对聚氯乙烯电气绝缘性影响

作为电缆材料的聚氯乙烯和聚乙烯一样,应该考虑着色后的电性能。尤其是聚氯乙烯因其本身绝缘性较聚乙烯差,故颜料的影响就更大。说明,选择无机颜料着色PVC对其电气绝缘性较有机颜料为好(除炉黑、锐钛型二氧化钛外)。

迁移性仅发生在增塑PVC制品中,并且是在使用染料或有机颜料时。所谓迁移是在周围溶剂中存在的部分可溶解的染料或有机颜料,通过增塑剂渗透到PVC制品表面,那些溶解的染(颜)料颗粒也被带到制品表面上,这样,导致接解渗色、溶剂渗色或起霜。 [6]

另一个问题是“结垢”。指着色剂在着色加工时,因为被着色物的相溶性差或根本不相容而从体系中游离出来,沉积在加工设备的表面(如挤出机的机筒内壁、口模孔内壁)上。

指颜料耐各种气候的能力。其中包括可见光和紫外光、水分、温度、大气氯化作用以及制品使用期间所遇到的化学药剂。最重要的耐候性,包括不褪色性、耐粉化性和物理性能的持久性。而有机颜料则因其结构不同有好有差。此外,在含有白色颜料的配方中,颜料的耐候性会受到较严重的影响。

颜料的褪色、变暗或色调变化,一般由颜料的反应基因所致。这些反应性基因,能与大气中的水分或化学药剂酸、碱发生作用。例如,镉黄在水分和日光作用下会褪色,立索尔红具有较好的耐光性,适合于大多数户内应用,而在含有酸、碱成分的户外使用时严重褪色。

脱氯化氢的测定方法按JIS-K-6723,测定温度180℃。以未着色的聚氯乙烯复合物脱氯乙烯的时间为基准,延长或阻缓时间以5-、10-间隔计,负值表示加速分解。

聚氯乙烯树脂的软化点低,约75-80℃,脆化温度低于-50~-60℃,大多数制品长期使用温度不宜超过55℃,特殊配方的可达90℃。若聚氯乙烯树脂纯属头-性相接面怕线型结构,内部无支链和不饱和键,尽管C-Cl键能相对较小,聚氯乙烯树脂的稳定性也应当是比较高的。但即使纯度很高的聚氯乙烯树脂,长期在100℃以上或受紫外线辐射就开始有氯化氢气体逸出。说明其分子结构中存在尖性基团或不稳定结构。时间越长、降解越多、温度越高,降解速度越快,在氧或空气存在下降解速度更快。 [7]

聚氯乙烯属于极性高聚物,对水等导电物质亲和力较大,故电阻较非极性的聚烯烃要小,但仍有较高的体积电阴和击穿电压。聚氯乙烯的极性基团直接附着在主链上,在玻璃化温度以下,偶极链段受到冻结构的主链原子的限制,不能移动,因而并不产生偶极化作用,可作室温的高频绝缘材料。作电线绝缘用时、悬浮树脂的电气绝缘性比浮液树脂高10-100倍。降解产生的氯离子的存在会降低电绝缘性。

有着特殊要求的PVC材料,一般都需要从国外进口,在国外比较有名的有美国联合碳化公司和北欧化工公司,随着我国各大科研院所和生产单位的不断研发和技术积累,国内PVC改性材料的配方设计、制造已经达到国际先进水平,已经完全取代国外进口材料,有不少产品已出口国外。 [8]

1 聚氯乙烯树脂行业发展趋势

我国聚氯乙烯树脂消费主要集中在华南和华东两个地区,广东、浙江、福建、山东和江苏等省份的消费合计约占全国总消费量的 70. 0-,其中,广东和福建省市场需求量最大,但产能不足,进口聚氯乙烯树脂所占比例较高; 江苏、山东和浙江省聚氯乙烯树脂加工工业比较发达,三省的消费量约占国内总消费量的 34. 0-; 华北地区产销基本平衡。随着中西部地区开发力度的加强以及大规模基础设施的兴建,中西部聚氯乙烯树脂的消费量将会逐渐增加。

2 需求预测

聚氯乙烯树脂行业属于基础型和能源密集型产业,受需求和能源价格影响较大,同时又是基础化工原料,因此与经济发展关联也非常紧密。从 2012 年的情况来看,由于国内聚氯乙烯树脂产能仍不断减少,而下游需求增长相对缓慢,加之出口受阻,进口增加,因此国内聚氯乙烯树脂企业整体开工率不高,产能闲置数量较大,市场价格也始终保持中低位徘徊,价格波动区间减小,另外,聚氯乙烯树脂期货的上市在一定程度上增加了聚氯乙烯树脂市场价格波动的不确定性。我国聚氯乙烯树脂行业仍将处于一个较为艰难的整合期,将有多种因素影响到我国未来聚氯乙烯树脂的发展。

3 出口问题

① 成本壁垒

PVC 属于基础化工原料,产品差异性较小,在国内完全竞争的市场格局下,成本高低是影响企业竞争能力的最主要因素。由于行业特性,原材料和能源在产品成本中占有较高比重。石油乙烯法的成本主要受石油价格影响;电石法的生产成本主要受电石成本影响,一般而言,电石成本占PVC 成本的70-左右,而电力成本又占到电石成本的60-左右,由于我国西部电力资源丰富,电价相对较低,与东部电石法生产企业相比,西部电石法生产企业在成本方面具有一定优势。而具备资源秉赋,配套电石生产的企业,将构筑更加坚实的成本壁垒。

② 产业政策壁垒

为促进氯碱行业产业结构升级,规范行业发展,按照“优化布局、有序发展、调整结构、节约能源、保护环境、安全生产、技术进步”的可持续发展原则,国家发改委制订发布了《氯碱(烧碱、聚氯乙烯)行业准入条件》,并自2007 年12月1 日起开始执行:在产业布局方面要求新建氯碱生产企业应靠近资源、能源产地,东部地区除搬迁企业外原则上不再新建电石法聚氯乙烯项目和与其相配套的烧碱项目;工艺方面要求新建、改扩建电石法聚氯乙烯项目必须同时配套建设电石渣制水泥等电石渣综合利用装置;准入条件还从能耗指标和环保方面对新建项目设定了标准。产业政策的调整大大提高氯碱行业的资金、技术、人才、资源门槛。

③ 规模壁垒

生产PVC 所需投资规模较大,固定成本较高,规模效益比较明显。规模大的企业在与供应商的谈判中处于更有利的地位,有利于降低原材料成本。产销量大的企业,市场占有率也相应较高,具有更大的市场影响力,相对更容易获得客户。PVC 生产企业一旦产销达到较大规模后,边际成本将逐步降低,并增强抗风险能力。

④ 资金壁垒

同时,随着国家对安全、环保监管的日益严格,氯碱生产装置建设必须配套相应的大型环保装置(如电石路线必须配套电石渣制水泥装置等),资金投入较多,大部分的中小企业一般无力承担。

因此,投资本行业的厂商必须具备强大的资金实力,存在一定的资金壁垒。

印度国内市场对PVC的需求逐年增加,从2009年的170余万吨提高至2012年的220余万吨;但前印度只有5家PVC生产企业国内生产能力125万吨/年。印度Finolex工业公司是印度最大的PVC管道生产商。由于供需并不平衡,存在较大缺口,因此印度平均年PVC进口量达95万吨。同时,印度乙烯基原料缺口也逐年增大,2011年为72.2万吨,2012年为97.6万吨,2013年将达112万吨。据统计,2012年4~9月份,印度PVC进口主要来源于韩国、中国台湾、德国、美国、墨西哥等国家和地区,其中来自韩国和中国台湾两地的PVC进口量均超过20万吨。

Rajesh Deshpande谈到,印度PVC下游产品以PVC管材及配件为主,占该国PVC下游产品总量的43-。2012~2013财年前六个月下游需求增长20-,进口量增长50-。按照该速度发展,到2013年3月,印度国内市场需求将达220万吨,PVC管材的发展速度也将达到两位数。

由于PVC下游消费市场逐年扩大,印度PVC工业迎来较大的发展机遇。据Rajesh Deshpande预测,印度PVC产品下游消费市场的增长源于诸多方面。政府对基础设施建设的投入逐年增加。统计表明,“十二五”期间,印度政府对基础设施建设的投资将达8900亿美元;农村基础设施建设发展基金增加至35亿美元;对农村饮用水及环境卫生投资预算达25亿美元;将投资5300万美元加强灌溉系统建设;在德里孟买工业走廊,将投资900亿美元建设大型基础设施,其中日本政府赞助45亿美元。

尽管供需缺口大,但由于进口产品具有较大竞争优势,印度PVC行业面临一定的挑战。Rajesh Deshpande坦言,印度PVC行业发展还存在一定的问题:比如用户还未能看到塑料管材相对于传统材质管材的优势;环保人士和民间组织从环境危害角度阐述塑料管材的害处;相关生产企业不注重自身产品质量把关等。因此,印度PVC行业要实现可持续发展,就必须不断开发新产品、新技术,同时注重PVC用品的回收和再利用。

中国尽管拥有全球最大聚氯乙烯生产能力,但由于乙烯价格下跌,2009年乙烯法聚氯乙烯进口量创下新纪录,另一方面,中国聚氯乙烯市场始终处于低开工率状态。2009年上半年,中国进口了约120万吨聚氯乙烯,比2008年全年进口量还多100万吨。随着乙烯价格暴涨,中国电石法聚氯乙烯生产竞争优势显现出来。2009年下半年,中国聚氯乙烯进口量稳步下降,据中国海关数据,11月份进口量只有60646吨。

2013上半年,受行业产能过剩、下游需求疲软等诸多不利因素影响,聚氯乙烯(PVC)行业整体效益表现欠佳,企业处境较为艰难。但聚氯乙烯外贸市场表现抢眼,多项数据较往年同期均有明显恢复性调整。不过业内人士指出,随着美国聚氯乙烯工厂开工率提升,预计我国聚氯乙烯对外贸易将呈现进口量恢复性增长、出口量稳中萎缩的局面。

据中国氯碱工业协会统计,截至2013年6月底,国内聚氯乙烯(含糊树脂)产能为2392万吨/年。其中2013年上半年聚氯乙烯新增产能为86万吨/年,退出35万吨/年,净增51万吨/年,退出产能全部为电石法生产装置。行业整体产能扩张速度已有明显放缓,但产能稳中有增的趋势仍在延续。

出口方面,1~5月份我国聚氯乙烯累计出口量较去年同期大幅增长152.4-。从流向来看,最大出口消费市场是印度;出口至俄罗斯的货源数量则增速放缓,居第二。

此外,金融危机暴发以来,全球市场、贸易环境发生了很大改变,各国贸易保护主义抬头,针对我国企业产品的贸易摩擦显著增多。 [9]

本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯聚丙烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象。稳定;不易被酸、碱腐蚀;对热比较耐受。

聚氯乙烯具有阻燃(阻燃值为40以上)、耐化学药品性高(耐浓盐酸、浓度为90-的硫酸、浓度为60-的硝酸和浓度20-的氢氧化钠)、机械强度及电绝缘性良好的优点。

聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80℃,于130℃开始分解。在不加热稳定剂的情况下,聚氯乙烯100℃时即开始分解,130℃以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体,(氯化氢气体是有毒气体)使其变色,由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解,因而使聚氯乙烯的柔性下降,最后发脆。从这里不难理解,为什么一些PVC塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。

具有稳定的物理化学性质,不溶于水、酒精汽油,气体、水汽渗漏性低;在常温下可耐任何浓度的盐酸、90-以下的硫酸、5060-的硝酸和20-以下的烧碱溶液,具有一定的抗化学腐蚀性;对盐类相当稳定,但能够溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂

工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构,但也包含一些结晶区域(约5-),所以聚氯乙烯没有明显的熔点,约在80℃左右开始软化,热变形温度( 1.82MPa负荷下)为70-71℃,在加压下150℃开始流动,并开始缓慢放出氯化氢,致使聚氯乙烯变色(由黄变红、棕、甚至于黑色)。

工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内,相应的数均相对分子质量为2-1.95万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万,数均相对分子质量在4.55-6.4万。硬质聚氯乙烯(未加增塑剂)具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性,可以单独用做结构材料,应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料。

材料性质

密度 1380 kg/m3

杨氏弹性模量(E) 2900-3400 MPa

拉伸强度(σt) 50-80 MPa

Elongation @ break 20-40-

Notch test 2-5 kJ/m2

玻璃转变温度 87℃

熔点212℃

Vicat B1 85℃

导热率(λ) 0.16 W/m.K

热膨胀系数(α) 8 10-5 /K

热容(c) 0.9 kJ/(kgK)

吸水率(ASTM) 0.04-0.4

折射率硬质成型品 1.52~1.55

Price 0.5-1.25 /kg

聚氯乙烯的最大特点是阻燃,因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体,例如二恶英。

聚氯乙烯的燃烧分为两步。先在240℃-340℃燃烧分解出氯化氢气体和含有双键的二烯烃,然后在400-470℃发生碳的燃烧。

它是世界上产量最大的塑料产品之一,价格便宜,应用广泛,聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。根据不同的用途可以加入不同的添加剂,聚氯乙烯塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂,可制成多种硬质、软质和透明制品。

纯的聚氯乙烯的密度为1.4g/cm3,加入了 增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般为1.15-2.00g/cm3。

硬质聚氯乙烯有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击能力,可单独用做结构材料。

软质聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加,但脆性、硬度、拉伸强度会降低。

聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能,可作低频绝缘材料,其化学稳定性也好。由于聚氯乙烯的热稳定性较差,长时间加热会导致分解,放出HCL气体,使聚氯乙烯变色,所以其应用范围较窄,使用温度一般在-15~55℃之间。

PVC的硬度值Pa(帕)和邵氏(shore)硬度的换算如下:

Pa(帕)

Shore邵氏硬度(肖氏硬度)

45

89±2,87~91A

50

86±2,84~88A

55

83±2,81~85A

60

80±2,78~82A

65

78±2,76~80A

70

75±2,73~77A

75

72±2,70~74A

80

69±2,67~71A

PVC硬度对照表

帕氏硬度

厚度

邵氏硬度测试值

平均硬度值

30P

6mm

93-96 °

94.5 °

35P

6mm

87-93 °

90 °

38P

6mm

89-90 °

89.5 °

40P

6mm

88-90 °

89 °

45P

6mm

84-90 °

85 °

50P

6mm

82-83 °

82.5 °

55P

6mm

70-80 °

79 °

60P

6mm

74-76 °

75 °

65P

6mm

73-75 °

74 °

70P

6mm

72-74 °

73 °

75P

6mm

70-70.5 °

70 °

80P

6mm

67-68 °

67.5 °

85P

6mm

64-66 °

65 °

90P

6mm

63-64 °

63.5 °

95P

6mm

58-60 °

59 °

100P

6mm

57-59 °

58 °

110P

6mm

54-56 °

55 °

另一个硬度对比表

Pa

邵氏硬度

30

95±2

45

90±2

50

88±2

60

84±2

70

80±2

80

76±2

90

72±2

95

68±2

105

64±2

注:邵氏硬度值为15秒读数

料管温度:160-190℃

模具温度:40-60℃

干燥温度:80℃x2h

射胶压力:700-1500kg/cm2

密度:1.4g/cm3

成型收缩度:0.1-0.5-

肉厚:2.0-50.mm

吸水率(24H):0.1-0.4-

融度软化点:89℃

热变形温度:70℃

料管温度:140-170℃

模具温度:40-60℃

干燥温度:80℃x2h

射胶压力:600-1500kg/cm2

密度:1.4g/cm3

成型收缩度:0.1-0.5-

肉厚:2.0-50.mm

吸水率(24H):0.1-0.4-

融度软化点:85℃

热变形温度:55℃

聚氯乙烯塑料形态各各异,差别很大,加工方法也多种多样,可压制、挤出、注射、涂层等。聚氯乙烯树脂的颗粒大小、鱼眼、松密度、纯度、外来杂质、孔隙率对加工性有都有影响;糊树脂则应考虑糊料的粘度和胶化性能。

聚氯乙烯为无定形高聚物,收缩率小。粉料加工前宜预热以排除水分,增强塑化效果,防止气泡。而且PVC极易分解,特别是在高温下与钢、铜接触更易分解(分解温度200度)。成型温度范围小,必须严格控制料温。使用螺杆式注射机及直通喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料。模具浇注系统应粗大,浇口截面宜大,模具应冷却,模温30-60度,料温160-190。

在玻璃化温度(Tg,80℃)以下,聚氯乙烯为玻璃态;在Tg→粘流温度( Tf,约160℃)呈高弹性橡胶状,有可塑性;在 Tf→热分解温度( Td)为粘流态,温度越高,流动越容易。当温度超过Td,PVC分解出大量的氯化氢(HCl),材料丧失了化学稳定性和物理性能,因此 Td是加工成型的上限温度。由于聚乙烯分子间作用力大,Tf很高,甚至接近分解温度,因此需要加入增塑剂以降低Tf。另一方面也需要加入稳定剂,从而提高PVC的Td,才能进行加工成型。

玻璃化温度(Tg)只与分子链链段结构有关,与分子量关系不大,而粘流温度(Tf)是大分子开始运动的温度,与分子量大小有关,分子量越大,Tf越高。因此对某些加工成型(如注射成型)来说,有必要适当降低树脂的分子量。根据分子量的大小不同,国产悬浮聚氯乙烯树脂分为1-7级,序号越大,分子量越小。XJ-4(XS-4)至XJ-7(XS-7)型树脂常用于制造硬管、硬板等,其它型号较低,分子量较大的树脂,因Tf较高,需加入大量增塑剂使Tf降低,故常用于制造软制品。平均聚合度在1000以下的聚氯乙烯称作低聚合度聚氯乙烯,具有较好的加工性能,在加工过程中可少加增塑剂,这样不会由于增塑剂的迁移而使制品加速老化。低聚合度聚氯乙烯制品具有较好的透明度,广泛地应用于建筑材料、食品及药物包装材料以及代替有机玻璃制品。

聚氯乙烯熔体属非牛顿型的假性流体,剪切速度越大,表观粘度越小,且变化相当灵敏。升高温度,粘度降低不多,即使塑料在分解温度以下,但因长时间处于较高温度,也会起热及氧化降解现象,而影响其性能。所以改善聚氯乙烯熔体的流动性应主要考虑增大剪切速率(增大压力)。实际上,加大外作用力有助于大分子的运动,使Tf有所降低,大分子能在较低的温度下流动。

1.聚氯乙烯异型材

型材、异型材是我国PVC消费量最大的领域,约占PVC总消费量的25-左右,主要用于制作门窗和节能材料,其应用量在全国范围内仍有较大幅度增长。在发达国家,塑料门窗的市场占有率也是高居首位,如德国为50-,法国为56-,美国为45-。

2.聚氯乙烯管材

在众多的聚氯乙烯制品中,聚氯乙烯管道是其第二大消费领域,约占其消费量的20-。在我国,聚氯乙烯管较PE管PP管开发早,品种多,性能优良,使用范围广,在市场上占有重要位置。

3.聚氯乙烯膜

PVC膜领域对PVC的消费位居第三,约占10-左右。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。

4.PVC硬材和板材

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。

5.PVC一般软质品

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。

6.聚氯乙烯包装材料

聚氯乙烯制品用于包装主要为各种容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生产矿泉水、饮料、化妆品瓶,也有用于精制油的包装。PVC膜可用于与其它聚合物一起共挤出生产成本低的层压制品,以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯膜也可用于拉伸或热收缩包装,用于包装床垫、布匹、玩具和工业商品。

7.聚氯乙烯护墙板和地板

聚氯乙烯护墙板主要用于取代铝制护墙板。聚氯乙烯地板砖中除一部分聚氯乙烯树脂外,其余组分是回收料、粘合剂、填料及其它组分,主要应用在机场候机楼地面和其它场所的坚硬地面。

8.聚氯乙烯日用消费品

行李包是聚氯乙烯加工制作而成的传统产品,聚氯乙烯被用来制作各种仿皮革,用于行李包,运动制品,如篮球、足球和橄榄球等。还可用于制作制服和专用保护设备的皮带。服装用聚氯乙烯织物一般是吸附性织物(不需涂布),如雨披、婴儿裤、仿皮夹克和各种雨靴。聚氯乙烯用于许多体育娱乐品,如玩具、唱片和体育运动用品,聚氯乙烯玩具和体育用品增长幅度大,由于其生产成本低、易于成型而占有优势。

9.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℃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。

10.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,可替代木材使用,是一种新型的建筑材料。

11.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。

12.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。

虚电路是分组交换网络提供的服务之一(另一种是数据报服务),简单地说,就是通过网络内部的控制机制,在用户主机之间建立虚拟的逻辑连接,并且保证在其上传送信包的正确性和顺序性,通信前后要进行虚电路的建立和拆除。永久虚电路是一种在网络初始化时建立的虚电路,并且该虚电路一直保持。X.25网络和B-ISDN都提供PVC服务。PVC胶袋一般是禁用的。

当前我国改性塑料年总需求约为500万吨左右,约占全部塑料总消费的10-左右,其比例远远低于世界的平均水平。我国人均塑料消费量与世界发达国家相比还存在很大的差距。要想实现我国改性塑料行业的快稳发展,创新技术是未来发展的关键点。
  化工行业分析师认为,我国改性塑料行业目前的总体发展水平不是很高,行业内企业的生产规模普遍较小,产品市场出的初级产品多,中级产品质量不够稳定,高级产品缺乏的特点,远不能满足我国当前社会经济发展的需要。作为化工新材料领域中的一个重要组成部分,改性塑料已被国家列为重点发展的科技领域之一。自我国各项政策陆续推出将进一步推动改性塑料行业发展。汽车和家电行业是改性塑料发展的热点,两者占比约超过50-。
  塑料在汽车工业中的应用已经有50多年的历史。随着汽车向轻量、节能方向的发展,给材料提出了更高的要求。由于1kg塑料可以替代2-3kg钢等更重的材料,而汽车自重每下降10-,油耗可以降低6--8-。所以增加改性塑料在汽车中的用量可以降低整车成本、重量,并达到节能效果。乘用车和商用车的不同塑料用量也有所不同。去年改性PP、PC合金及改性ABS的需求分别约为114.63、15.13和14.97万吨。我国家电用改性塑料市场主要被国外企业所占据,国内改性塑料企业占有不到1/3的市场份额。由于国内企业的产品大多局限于低技术含量、低标准的层面,因此对那些具有高性能需求的领域开拓能力明显不足。
  据《2009-2012年中国改性塑料行业市场分析及投资价值研究报告》显示,随着人民生活水平的大幅提升和技术手段的改进,国内“以塑代钢”、“以塑代木”将成为一种趋势。改性塑料行业作为塑料加工行业类中发展最快而且发展很具潜力的一个子类行业,预计在未来5年,我国总的市场需求量仍将保持10-以上的增长率。

通过对PVC改性技术的研究,用国外先进的内增塑工艺和添加剂配方,从而保证了PVC塑钢的机械、电气性能,提高了阻燃性能,使该产品具有强度高、耐腐蚀、难燃、绝缘性能良好及质轻、施工方便等优点.在电气配线系统中完全可以取代钢管。

PVC木塑复合材料是以废弃木纤维及塑料主要原料,辅以适当的加工助剂,经热压制备工艺制备而成一种新型复合材料。其产品充分体现了可再生资源与石油产品的循环利用理念,对于缓解当前木材与石油资源紧缺、环境污染严重等问题,具有十分重要的意义。 [10]

以PVC为主要原料的家居建材产品已经成为我国塑料行业的第二大支柱,年均增速超过15-。未来10年,全国预计新增房屋建筑面积300亿平方米,如果这些建筑在现有基础上实现50-的节能,那么市场对节能建材的需求可达数万亿元,这为室内节能装饰材料的发展 了巨大空间。长期以来,建材行业一直以高耗能、高污染的形象出现。为了适应低碳经济的要求,家居建材企业经过多年研发,研制出一批以塑代木的PVC高仿真建材,成为低碳和实用完美结合的家居产品。

业内专家指出,以塑代木的PVC建材,其不仅节约成本,而且可回收循环再造,符合环境可持续发展和循环经济的大趋势。

14.合成材料

聚氯乙烯(polyvinyl chloride),简称PVC,为热塑性树脂聚氯乙烯期货也就是以聚氯乙烯作为标的物的期货品种。

塑料聚乙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚乙烯醇聚丙烯聚丙烯酸聚丁烯聚异丁烯聚砜聚甲醛聚酰胺聚碳酸酯聚乳酸聚四氟乙烯聚对苯二甲酸乙二酯环氧树脂酚醛树脂聚氨酯

合成橡胶顺丁橡胶丁苯橡胶丁腈橡胶氯丁橡胶

合成纤维丙纶涤纶锦纶腈纶氨纶维尼纶耐纶;达克纶;克夫纶

PVC常规鉴别方法一般归纳为如下三类,即:

(1) 燃烧法鉴别:

软化或熔融温度范围:75~90°C;

燃烧情况:点燃后自熄;

燃烧火焰状态:上黄下绿有烟;离火后情况:离火熄灭;气味:刺激性酸味。

这种方法是最简便和直接的,一般作为首选。

(2) 溶剂处理鉴别:

溶剂:四氢呋喃环己酮甲酮二甲基甲酰胺

非溶剂:甲醇,丙酮庚烷

通过将疑似PVC塑料加入以上溶剂中,观察塑料的溶解情况来判断是否为PVC。溶剂加热后,溶解效果会更明显。

(3) 比重法:

PVC的比重为1.35~1.45,一般是1.38左右。可以通过比重差别或测定比重的方法,区分聚氯乙烯和其它塑料。但是由于PVC可以通过添加增塑剂、改性剂以及填料,使PVC变得比重差异很大,软硬差异很大,同时也会由于一些成分的加入,使PVC塑料的很多性能发生改变,致使我们常用的鉴别方法效果不明显,甚至现象发生改变,无法作出准确判断。比如:密度方面,增塑聚氯乙烯(大约含有40-增塑剂)时为1.19~1.35;而PVC硬制品却提高到1.38~1.50。如果是高填充PVC制品,密度有时会超过2。

另外,还可通过测定材料中是否含有氯来判定,但因为氯乙烯共聚物、氯丁橡胶、聚偏氯乙烯、氯化聚氯乙烯等都含有较高比例的氯,还要通过吡啶显色反应来鉴别。注意,试验前,试料必须经乙醚萃取,以除去增塑剂,试验方法:将经乙醚苯取过的试样溶于四氢呋喃,滤去不溶成分,加入甲醇使之沉淀,萃取后在前75度以下干燥。将干燥过的少量试样用不着1ml吡啶与之反应,过几分钟后,加入2到场滴5-氢氧化钠的甲醇溶液(1g氢氧化钠溶解于是20ml甲醇中),立即观察一下颜色,5min和1h后再分别观察一次。根据颜色即可鉴别不同的含氯塑料。

日常生活中,接触较多的需要分辨的是PVC和PE塑料膜(袋),简易方法:

⑴触摸法

用手摸起来有润滑感,表面像涂了一层蜡(化学称为蜡感),这是无毒的聚乙烯膜袋,而聚氯乙烯薄膜则摸起来有些发粘。

⑵抖动法

用手抖动,声音发脆,质轻易漂浮的是聚乙烯薄膜袋。而用手抖动声音低沉的则为聚氯乙烯薄膜袋。

⑶燃烧法

遇火易燃,火焰呈黄色,燃烧时有石蜡状油滴落,并有蜡烛燃烧时的气体,是无毒的聚乙烯薄膜袋。若不易燃烧,离火即熄灭,火焰呈绿色,为聚氯乙烯薄膜袋。

⑷浸水法

将塑料袋浸入水中,用手按压入水后,能浮出水面的为聚乙烯,沉入水底的为聚氯乙烯(聚乙烯的密度小于水,聚氯乙烯的密度大于水;常温时分别约为0.92g/cm3和1.4g/cm3)。

也可取铜丝一根,在火中烧成红色,然后,将铜丝与试验用塑料薄膜接触,产生化学变化,再把蘸有该塑料成分的铜丝重新放回火焰中。这时需仔细观察,如果出现色彩斑斓、耀眼的绿色火焰,则说明这种塑料材料中含有氯元素,属于聚氯乙烯类材料。

聚氯乙烯也是经常使用的一种塑料,它是由聚氯乙烯树脂、增塑剂和防老剂组成的树脂,本身并无毒性。但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性,日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂,主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等,这些化学品都有毒性,聚氯乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。含铅盐防老剂的聚氯乙烯(PVC)制品和乙醇、乙醚及其他溶剂接触会析出铅。含铅盐的聚氯乙烯用作食品包装与油条、炸糕、炸鱼、熟肉类制品、蛋糕点心类食品相遇,就会使铅分子扩散到油脂中去,所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛装食品,尤其不能盛装含油类的食品。另外,聚氯乙烯塑料制品在较高温度下,如50℃左右就会慢慢地分解出氯化氢气体,这种气体对人体有害,因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。

由于一次性医疗器械产品大多采用医用级聚氯乙烯(PVC)或聚碳酸酯(PC),而PVC加工过程中的热分解物对钢材有较强的腐蚀性,PC则硬度高,粘性大,因而对塑化部分的零部件材质要求必须是能抗腐蚀、抗磨损而且有较高的抛光性能。大多数医用注塑机采用机筒螺杆镀硬铬的办法或者采用不锈钢为材料制作机简螺杆以达到上述特殊要求。另外,为了防止 PVC加工过程中热分解产生气体,要求对动定模板表面进行镀铝处理,而且对外围板金也进行镀铝处理或者采用不锈钢板制作板金,板金拼缝采用无毒硅胶进行密封,以防塑料加工过程中产生的气体跑到外面(塑料加工过程中产生的气体可通过专用设备进行集中收集再经过净化处理方可排入大气中)。

PVC是二英的主要来源。二英(TCDD),二氧(杂)芑家族中最致命的物质,是一种众所周知的致癌物质和荷尔蒙分解者及一种有毒的化合物,对人和动物有着很大的危害。当PVC生产、回收和在焚烧炉中毁弃时,或者PVC的产品在意外燃烧时如垃圾掩埋时,就会产生二英。

词语大全 8944.net

copyright ©right 2010-2021。
词语大全内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com