聚氯乙烯和氯化聚氯乙烯(PVC和CPVC)

1、 1） 结构单元：结构单元： PVCpolyvinyl chloride ） 2） 性质：性质： 具有较高的强度、刚性；具有较高的强度、刚性； 良好的电绝缘性、耐化学腐蚀性；良好的电绝缘性、耐化学腐蚀性； 能溶于四氢呋喃和环已酮等有机溶剂；能溶于四氢呋喃和环已酮等有机溶剂； 具有阻燃性；具有阻燃性； 但热稳定性较差，使用温度较低。但热稳定性较差，使用温度较低。 CH2CH2 Cl 3）PVC的种类的种类 PVC是一种多组分的塑料，根据不同用途要求，可加 入不同的添加剂 （1）硬PVC（RPVC）：分子量较低的PVC树脂、稳 定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂（少量或不加）、改 性剂、加工助剂、填料等

2、 （2）软PVC（SPVC）：分子量较高的PVC树脂、稳 定剂、润滑剂、着色剂、增塑剂等 （3） PVC乳液 ：乳液法PVC树脂、稳定剂、润滑剂、 着色剂、增塑剂等 1. 悬浮聚合悬浮聚合 配方： 水（无离子） 100 缓冲剂 00.1 悬浮剂 0.050.5 消泡剂 00.002 引发剂 0.020.3 氯乙烯 5070 上述配方中，加入0.010.03%的乳化剂，产品粒子的形状有很大 变化，表面形状为棉花球和炒米花状，比表面积比球状颗粒大 8倍，吸收增塑料量多，速度快，适于进行干混料加工。 粒度大粒度大对相同重量的树脂来说，颗粒数和总表面积减 小，与其它添加剂接触机会少，易造成混合不均匀。

3、 粒度小粒度小加工时易飞扬，污染环境。 2. 浮液聚合浮液聚合 优点：优点：在于聚合过程中能进行迅速的热交换，可以有 效地控制反应温度，能在较低的粒度下配成含有高固 体含量的乳液，可以控制生成粒子的大小。 产物分子量高，分布均匀，制得的制品强度高。产物 颗粒细易成糊，容易加工。 缺点：缺点：聚合物中留有难于去隙的乳化剂故产物纯度差， 电性能差，热稳定性差，色泽也不好。 颗粒粒径 初级粒子 悬浮法 50250 12 乳液法 3070 0.11 160颗粒破碎成初级粒子 4.3 PVC结构与性能的关系结构与性能的关系 识别特征：识别特征： PVC为一种白色粉末；为一种白色粉末； 难燃，离火即灭；难

4、燃，离火即灭； 火焰上黄色，下端绿色；火焰上黄色，下端绿色； 黑烟，发出刺激酸味；黑烟，发出刺激酸味； 滴下胶质，胶质能拉丝。滴下胶质，胶质能拉丝。 4.3 PVC的结构与性能的关系的结构与性能的关系 1.结构结构 头头-尾结构：尾结构： 用锌粉脱氯生成环链结构，并标定脱出氯化锌，证明是头尾结构 头头-头结构：头结构： 最多为0.10.4个/1000个链节，X射线所证实 极少量的支链：极少量的支链： 平均5060个链节中有一个支化点； 少量的支链易使其在一定条件降解脱出HCl。 无定形状态：无定形状态：C原子上的Cl和H，在空间处于无定形状态； 少量的结晶：少量的结晶：结晶度至多为510% 2

5、.性能性能 分子链中Cl原子的存在 1）使其分子极性增大，分子间作用力增大 2）硬度和刚度较PE大 3）和tg增高大于PE 4）具有良好的阻燃性 5） 增塑剂的加入以上性能有所减弱 PVC的热不稳定性：的热不稳定性： 6585oC开始软化； 170oC以上呈熔融状态； 140oC以上即开始少量分解； 190oC以上大量放出氯化氢；由于PVC的熔融温度接近分解温度， 成型困难，故常常需加入稳定剂以提高分解温度。 PVC热不稳定的原因：热不稳定的原因： (1)大分子末端双键，往往是放出HCl的首要地点 (2)支链的存在 (3)烯丙基氯原子 4.4 PVC的主要性能的主要性能 4.4.1 热性能热性

6、能 Tg 8085 热变形温度热变形温度 70 使用温度不宜超过使用温度不宜超过50。 硬硬PVC的脆化温度小于的脆化温度小于-50。 没有明显的熔点，加热到8085开始软化，熔化温度136且接 近于分解温度140 加工温度160190，要加入稳定剂 170加速进行，同时释放出氯化氢，由黄玫瑰红棕黑色 CH=CHCH=CHCH=CHCH=CHCH=CHCH=CH 分解速度，在氧气中比在空气中或氮气中大： 4.4.2 电性能电性能 弱极性聚合物，电性能不如PP、PE好， 硬PVC ：3.4 tg1.11.52 Pv1016 击穿电压14v/mm 软PVC因加入增塑剂电性能不如硬PVC。 电性能随

7、频率增大而变劣（tg Rv）只能作低频绝 缘材料。 4.4.3 化学性能化学性能 1. 耐溶剂性耐溶剂性 可耐一般的无机酸和碱，耐酸、油、脂肪烃，有机和 无机盐溶液 在酮、酯、芳烃及大多数卤烃中溶胀。 在四氢味喃和环已酮中能溶解。 随加入增塑剂的不同，耐溶剂性不同程度有所下降。 乳液树脂比悬浮树脂差。 2. 耐光热稳定性差、易老化耐光热稳定性差、易老化 4.4.4 机械性能机械性能 Cl的极性导致大分子之间作用力大 PVC大分子链间距为2.810-10米，PE为4.310-10米. 硬硬PVC ： 拉伸强度45MPa 弯曲强度110MPa 断裂伸长率较小为150% 软软PVC：断裂伸长率较高2

8、00450% 力学性能随增塑剂种类和数量而变化 减摩、耐磨性一般 硬PVC 静磨擦系数0.40.5 动磨擦系数0.23 4.5 PVC的加工工艺特性的加工工艺特性 （1）非牛顿型流体，a大，粘流温度与分解温度非常接 近，加工困难，必须加入热稳定剂，或加增塑剂降 低粘流温度。 （2）易在热的作用下脱去HCl引起降解，可加热稳定剂。 （3）PVC熔体强度低，树脂间的粘结力不高，易发生熔 体破碎，使用加工改性剂后可提高树脂的流动性和 改善制品的质量。 （4）含微晶（510%）微晶为熔点高达200对加工不利， 加入加工改性剂和增塑剂。 （5）收缩率小（无定形）。 4.6 PVC的改性的改性 4.6.1

9、 氯化氯化PVC 使用温度比PVC高2035，最高为105； 含氯量Tg软化点，软化点115； Tg为115135 热变形温度82104 耐冲击性差，与橡胶及ABS并用 氧指数为4760 4.6.2 共聚改性共聚改性 1. 氯乙烯和丙烯腈共聚（氯乙烯和丙烯腈共聚（VCAN） 单体含量：单体含量：VC：60% A：40% 性能：性能：耐油性、耐燃性、耐无机化学药品性、染色性 能 缺点：缺点：提高软化点，140150 应用：应用：成本比PAN低主要用作合成纤维，涂料，X光底 片，人造革，薄膜，离子交换树脂和防腐蚀材料。 2. VC和丙烯（和丙烯（VC-P） P含量：含量：115% 性能：性能： 提

10、高熔体的流动性 降低加工温度（比PVC低515%） 加工热稳定性好（可用无毒的CaZn稳定体系） 透明度高，无毒 应用：应用：适用于做硬瓶子和其他食品包装材料。 3. VCEVA（氯乙烯（氯乙烯醋酸乙烯酯）醋酸乙烯酯） 性能：性能： EVA起到内增塑的作用，提高了PVC的抗冲击性 （50100倍） 提高稳定性，流动性能 应用：应用： 可做PVC不能做的硬制品，密纹唱片，计算尺，水表 外壳 加入丙烯酸，甲基丙烯酸，可做改进共聚物对金属材 料的粘结性后可用做粉笔料和粘合剂。 4. VC偏氯乙烯共聚偏氯乙烯共聚 CH2=CCl2含量440% 其结构与氯乙烯接近，共聚物基本保持了PVC的特点 主链上引

11、入偏二氯乙烯链节，破坏了对称性和改善了流动性，起 到内增塑的作用 减少了增塑剂的用量，降低塑化温度 冲击强度和透明度均有所改善 CH2=CCl2含量加工特性好，能溶于廉价的溶剂。适于作耐磨涂 料，密纹唱片。 4.6.3共混改性共混改性 硬制品增韧改性硬制品增韧改性 1MBS韧性好，与PVC相熔性好，折光指数相近，是 透明硬片和瓶的最理想冲击改性剂，拉伸强度，热变 形温度、硬度、耐侯性等下降。 2ABS会改进PVC的冲击强度，但会影响制品的透明 性光热稳定性等。 3CPE，不会降低耐侯性，对热稳定性有轻微影响。 耐化学腐蚀性，耐侯性好。 4.6.4 填充改性填充改性 无机粒子增强增韧无机粒子增强

12、增韧 纤维增强纤维增强 木粉木粉 4.7 应用：应用： 纯聚氯乙烯属无规立构，无色透明，硬而脆，很少纯聚氯乙烯属无规立构，无色透明，硬而脆，很少 应用。常利用橡胶和增塑剂对其改性处理。应用。常利用橡胶和增塑剂对其改性处理。 硬聚氯乙稀：硬聚氯乙稀：用于工业管道、给排水系统、板件、用于工业管道、给排水系统、板件、 管件、建筑及家用防火材料，化工防腐设备及各种机械管件、建筑及家用防火材料，化工防腐设备及各种机械 零件。零件。 增塑（软）聚氯乙稀：增塑（软）聚氯乙稀：用于窗帘、桌布、雨衣、手用于窗帘、桌布、雨衣、手 提箱、人造革、墙纸；农用薄膜、耐酸碱软管及电线电提箱、人造革、墙纸；农用薄膜、耐酸碱软管及电线电 缆包覆层等。缆包覆层等。 （2）利用微孔机理设计的微孔膜防水透湿涂层织物 微孔膜透湿原理 水珠尺寸 大雨滴3000微米 雨 滴2000微米 细雨滴500 微米 雾 滴