修改后——黄丽芬1215530215聚氯乙烯的改性及应用研究

1、聚氯乙烯的改性及应用研究聚氯乙烯的改性及应用研究高分子材料与工程高分子材料与工程12（2）班）班1215530215黄丽芬黄丽芬前言 聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC）树脂是由氯乙烯（）树脂是由氯乙烯（VC）单体聚合）单体聚合而成的热塑性高聚物。而成的热塑性高聚物。PVC作为通用树脂之一，具作为通用树脂之一，具有价廉，阻燃性的优良，绝缘性能好，耐腐蚀，原有价廉，阻燃性的优良，绝缘性能好，耐腐蚀，原材料来源广泛等优点，已被广泛地应用在建筑，包材料来源广泛等优点，已被广泛地应用在建筑，包装，及汽车工业等领域，其产量仅次于聚乙烯（装，及汽车工业等领域，其产量仅次于聚乙烯（PE）而居世界树脂产量的第二位。而

2、居世界树脂产量的第二位。但是由于但是由于PVC制品的制品的热稳定性能差，抗蠕变性差及低温脆性等缺点，限热稳定性能差，抗蠕变性差及低温脆性等缺点，限制了其应用范围，所以人们对聚氯乙烯进行大量改制了其应用范围，所以人们对聚氯乙烯进行大量改性研究以求改善其性能。性研究以求改善其性能。国内外自上个世纪国内外自上个世纪70年代年代起开始大规模的开展聚氯乙烯改性的研究，人们采起开始大规模的开展聚氯乙烯改性的研究，人们采用了填充，共混，复合增强及共聚，接枝，氯化，用了填充，共混，复合增强及共聚，接枝，氯化，交联等物理和化学方法对其进行改性，进一步拓宽交联等物理和化学方法对其进行改性，进一步拓宽了聚氯乙烯的应

3、用领域。现在聚氯乙烯的改性已经了聚氯乙烯的应用领域。现在聚氯乙烯的改性已经成为了聚氯乙烯行业发展的主要方向成为了聚氯乙烯行业发展的主要方向主要改性方法 PVC的物理改性的物理改性 填料的改性填料的改性 共混改性共混改性 复合增强改性复合增强改性 PVC的化学改性的化学改性 共聚改性共聚改性 接枝改性接枝改性 氯化改性氯化改性 交联改性交联改性填充改性 填充改性是在聚合物中均匀掺混模量比聚填充改性是在聚合物中均匀掺混模量比聚合物高得多的微粒状填充改性剂的改性方合物高得多的微粒状填充改性剂的改性方法。法。填充改性的主要目的是：提高制品的填充改性的主要目的是：提高制品的硬度，耐磨性，热变形温度，热稳

4、定性及硬度，耐磨性，热变形温度，热稳定性及耐候性，降低制品的成型收缩率，挤出胀耐候性，降低制品的成型收缩率，挤出胀大效应及成本。大效应及成本。目前最常用的填充改性剂目前最常用的填充改性剂有碳酸钙，纳米二氧化硅，高岭土，滑石有碳酸钙，纳米二氧化硅，高岭土，滑石粉，工业废渣等。粉，工业废渣等。填充剂对性能影响PVC化学建材生产中一般加入碳酸钙填充改性剂，其化学建材生产中一般加入碳酸钙填充改性剂，其目的是为了降低成本，同时也改进某些塑料性能。碳目的是为了降低成本，同时也改进某些塑料性能。碳酸钙加入对有机酸钙加入对有机PVC建材性能的影响有：建材性能的影响有： 拉伸强度：一般添加填料后，材料的脆性增加

5、，冲拉伸强度：一般添加填料后，材料的脆性增加，冲击强度下降。击强度下降。 弯曲强度：一般随填料的增加，材料的弯曲强度下弯曲强度：一般随填料的增加，材料的弯曲强度下降。降。 刚度和硬度：碳酸钙的加入显著提高材料的刚性和刚度和硬度：碳酸钙的加入显著提高材料的刚性和硬度。硬度。 撕裂伸长率：一般随填料增加，断裂伸长率下降。撕裂伸长率：一般随填料增加，断裂伸长率下降。 热性能：加入碳酸钙后热性能：加入碳酸钙后PVC热膨胀系数减少，因此热膨胀系数减少，因此成型收缩率下降，提高制品尺寸精度。成型收缩率下降，提高制品尺寸精度。PVC材料导材料导热系数提高，有利于热塑性塑料加热熔融及冷却，热系数提高，有利于热

6、塑性塑料加热熔融及冷却，因此产生消化现象，影响制品的光泽度。因此产生消化现象，影响制品的光泽度。常用填充剂应用实例 碳酸钙碳酸钙 （1）轻质碳酸钙）轻质碳酸钙 （2）重质碳酸钙）重质碳酸钙 （3）胶质碳酸钙：即经过表面处理的轻质碳酸钙，又称）胶质碳酸钙：即经过表面处理的轻质碳酸钙，又称活性碳酸钙。其表面活性剂为硬脂酸或硬脂酸盐，胶质碳活性碳酸钙。其表面活性剂为硬脂酸或硬脂酸盐，胶质碳酸钙粒度非常细，填充酸钙粒度非常细，填充PVC制品可增强强度，且使制品的制品可增强强度，且使制品的表面外观光滑，但价格较贵。表面外观光滑，但价格较贵。 重质多用于软质重质多用于软质PVC制品的填充，轻质更适于硬制品

7、。碳酸制品的填充，轻质更适于硬制品。碳酸钙填充软质钙填充软质PVC电缆，鞋底时填充量为电缆，鞋底时填充量为10%30%;在硬质在硬质PVC板材，管材，异型材中填充量为板材，管材，异型材中填充量为20%30%；在；在PVC瓦楞板材，瓦楞板材，半软地板砖中填充量高达半软地板砖中填充量高达40%80%。应用实例：PVC半软地板砖配方PVC（聚合度（聚合度10000100轻质碳酸钙轻质碳酸钙40重质碳酸钙重质碳酸钙160DOP20三碱式铅盐三碱式铅盐2二碱式铅盐二碱式铅盐1BaSt1CaSt2蜡蜡1.2松香松香1表一 PVC中碳酸钙的应用主要市场主要市场应用应用耐压管耐压管水，水利，气水，水利，气非耐

8、压管非耐压管污水，排水，导管污水，排水，导管建材建材地板，窗户，板壁，附件地板，窗户，板壁，附件日常消费日常消费家具，室内陈设品家具，室内陈设品包装包装薄膜，薄片薄膜，薄片电气电气电线和电缆，插头，接线电线和电缆，插头，接线PVC板材图片表二 超细碳酸钙对PVC材料力学性能的影响 性能性能低分子量低分子量PVC中填充量中填充量/phr高分子量中高分子量中PVC填充量填充量/phr01020300102030弯曲模量弯曲模量/Gpa缺口冲击强度缺口冲击强度/（J/m)落锤冲击落锤冲击/J2.924.442.23.1161.640.83.1311842.23.1612444.93.0432.142

9、.23.0712642.23.31120442.23.52124135.4常见填充剂 聚氯乙烯共混增韧改性 未经共混增韧的硬质未经共混增韧的硬质PVC,其拉伸强度与工其拉伸强度与工程塑料程塑料ABS接近，但其低温冲击强度低于接近，但其低温冲击强度低于ABS，并且具有对缺口的敏感性。要想将硬，并且具有对缺口的敏感性。要想将硬质质PVC用作工程塑料或建筑材料，就必须设用作工程塑料或建筑材料，就必须设法解决其脆性和缺口敏感性。其中最简单法解决其脆性和缺口敏感性。其中最简单的方法，就是用高分子改性剂与的方法，就是用高分子改性剂与PVC在加工在加工过程中进行共混。过程中进行共混。共混改性PVC的共混增韧

10、改性可以通过两种方式一种是的共混增韧改性可以通过两种方式一种是用橡胶类弹性体与用橡胶类弹性体与PVC赠韧改性，提高赠韧改性，提高PVC制制品的韧性，另一种是用刚性粒子型聚合物与品的韧性，另一种是用刚性粒子型聚合物与PVC共混，使共混，使PVC的冲击强度大幅提高。的冲击强度大幅提高。弹性体增韧改性网络增韧机理：是由于弹性体形成连续网络结构将网络增韧机理：是由于弹性体形成连续网络结构将PVC初级粒子包围在中央，初级粒子包围在中央，受冲击时，弹性体网络可以起到传递，分散，缓冲和吸收能量的作用，避免受冲击时，弹性体网络可以起到传递，分散，缓冲和吸收能量的作用，避免局部应力集中产生裂缝，而且弹性体很高的

11、的断裂伸长率可引发银纹和剪切局部应力集中产生裂缝，而且弹性体很高的的断裂伸长率可引发银纹和剪切带吸收能量使材料不会轻易被冲击破坏而达到增韧的目的。例如带吸收能量使材料不会轻易被冲击破坏而达到增韧的目的。例如EVA（乙烯（乙烯-醋酸乙烯酯共聚而成的橡胶弹性体）改性醋酸乙烯酯共聚而成的橡胶弹性体）改性PVC体系中，体系中，EVA的加入可以显著提的加入可以显著提高高PVC制品的抗冲击性能，同时也能提高其抗老化性，降低加工黏度。制品的抗冲击性能，同时也能提高其抗老化性，降低加工黏度。“海海岛岛”增韧机理：弹性体以颗粒形式分布于增韧机理：弹性体以颗粒形式分布于PVC中，当材料受到冲击时，中，当材料受到冲

12、击时，弹性体自身破裂延伸或形成空穴作用吸收能量，银纹和剪切带的产生和发展弹性体自身破裂延伸或形成空穴作用吸收能量，银纹和剪切带的产生和发展要消耗大量的能量，因而达到增韧的目的。例如聚氯乙烯要消耗大量的能量，因而达到增韧的目的。例如聚氯乙烯/丙烯腈丙烯腈-丁二烯丁二烯-苯苯乙烯乙烯(PVC/ABS)合金一方面具有合金一方面具有PVC独特的难燃自熄性、耐化学药品性独特的难燃自熄性、耐化学药品性,另一方另一方面又具有面又具有ABS的耐热、耐冲击和容易加工的性能。主要应用于兼具阻燃和冲的耐热、耐冲击和容易加工的性能。主要应用于兼具阻燃和冲击双重功能要求的制品击双重功能要求的制品(如电视机、计算机、电话

13、、仪表外壳、汽车仪表盘、如电视机、计算机、电话、仪表外壳、汽车仪表盘、电子接插件等电子接插件等),板材、片材等。板材、片材等。聚氯乙烯是一种常用的高分子材料，也是目前第二大通用合成塑料，但因其聚氯乙烯是一种常用的高分子材料，也是目前第二大通用合成塑料，但因其本身韧性差，耐热及加工流动性不佳，使其应用受到了限制，科研工作者为本身韧性差，耐热及加工流动性不佳，使其应用受到了限制，科研工作者为此进行了大量的改性工作。邢胜男此进行了大量的改性工作。邢胜男7等合成了一种新型的以聚丙烯酸酯类弹等合成了一种新型的以聚丙烯酸酯类弹性体为核，聚氯乙烯直接作为壳层的聚氯乙烯改性剂，有效地避免了传统性体为核，聚氯乙

14、烯直接作为壳层的聚氯乙烯改性剂，有效地避免了传统ACR因壳层与过渡层存在造成的增韧效率降低的问题。因壳层与过渡层存在造成的增韧效率降低的问题。非弹性体增韧改性 弹性体增韧改性尽管增韧效果明显，但由弹性体增韧改性尽管增韧效果明显，但由于弹性体的玻璃化转变温度（于弹性体的玻璃化转变温度（Tg）较低，）较低，耐热性及稳定性，强度，刚度不是很理想，耐热性及稳定性，强度，刚度不是很理想，造成提高韧性的同时降低了材料的刚度，造成提高韧性的同时降低了材料的刚度，硬度，热变形温度等性能。近年来，人们硬度，热变形温度等性能。近年来，人们开始研究非弹性体增韧开始研究非弹性体增韧PVC的方法。在材料的方法。在材料增

15、韧提高的同时也可使其强度，模量，耐增韧提高的同时也可使其强度，模量，耐热性，加工流动性得以改善，显示了增韧热性，加工流动性得以改善，显示了增韧增强的复合效果。增强的复合效果。非弹性体增韧PVC主要有四个方面 刚性有机粒子增韧刚性有机粒子增韧PVC：PS/PVC体系体系 刚性无机粒子增韧刚性无机粒子增韧PVC：SiO2/PVC体系体系 刚性无机刚性无机/有机混合增韧有机混合增韧PVC体系体系 包覆粒子包覆粒子常用增韧剂弹性体冲击改性剂应用实例（1）PVC/CPE体系体系 CPE是高密度聚乙烯或低密度聚乙烯氯化后的产物。是高密度聚乙烯或低密度聚乙烯氯化后的产物。不同含氯量的不同含氯量的CPE有不同

16、的残留结晶度和熔体黏度。含氯量在有不同的残留结晶度和熔体黏度。含氯量在36%的的CPE残留结晶度较低，且弹性最好，最适合作残留结晶度较低，且弹性最好，最适合作PVC的冲击改性剂。的冲击改性剂。 CPE-g-VC是国内近年来开发出的新型是国内近年来开发出的新型CPE型改性剂，是由型改性剂，是由CPE（Cl含量含量36%）与单体与单体VC接枝共聚后的产物，它实际上是游离接枝共聚后的产物，它实际上是游离CPE，均聚，均聚PVC以及以及CPE-g-VC共聚物的三元共混物。共聚物的三元共混物。CPE-VC提高了提高了PVC与与CPE的相容性，进一步改善的相容性，进一步改善了了CPE的分散性。使用的分散性

17、。使用CPE-g-VC为改性剂，可获得比为改性剂，可获得比PVC/CPE更高的冲击更高的冲击强度。强度。 例如，将例如，将CPE与与CPE-g-VC并用，同时使用增溶剂并用，同时使用增溶剂ACR和和MBS，可使，可使PVC的缺口冲击强度提高到的缺口冲击强度提高到100.7KJ/m2 ,拉伸强度损失较小。此体系中存在着拉伸强度损失较小。此体系中存在着CPE的网络增韧和的网络增韧和ACR的橡胶粒子增韧的协同作用。对于的橡胶粒子增韧的协同作用。对于CPVC/PVC/CPE三三元共混体系吗，当元共混体系吗，当CPVC/PVC/CPE=50/50/8时，增韧效果最好，且改性后时，增韧效果最好，且改性后的

18、的PVC可耐可耐90高温。高温。弹性体冲击改性剂应用实例PVC/NBR共混体系共混体系 NBR是丙烯腈（是丙烯腈（AN）与丁二烯的无规共聚物，）与丁二烯的无规共聚物，通常作为耐油橡胶使用。通常作为耐油橡胶使用。NBR是一种极性聚合物，与是一种极性聚合物，与PVC极性类极性类似，其极性随似，其极性随NBR中中AN的增多而加强，与的增多而加强，与PVC的相容性也相应的相容性也相应提高。提高。采用动态硫化技术制备的采用动态硫化技术制备的NBR/PVC热塑性弹性体（热塑性弹性体（TPE)具有硬度低，具有硬度低，弹性高，永久变形小，高温下耐油，耐老化，耐臭氧及耐化学药弹性高，永久变形小，高温下耐油，耐老

19、化，耐臭氧及耐化学药品等优点。品等优点。NBR/PVC的共混材料被广泛用于制造耐油，耐臭氧老化的产品，的共混材料被广泛用于制造耐油，耐臭氧老化的产品，国外已有多种工业商品牌号。国外已有多种工业商品牌号。PVC人造革有很广泛的应用，但其手感，弹性和天然皮革相差甚远，人造革有很广泛的应用，但其手感，弹性和天然皮革相差甚远，尤其在冬季，尤其在冬季，PVC硬度对温度较敏感，冬季硬度较大，手感，弹性硬度对温度较敏感，冬季硬度较大，手感，弹性差，并且由于人造革中低分子增塑剂用量较多，使其易于迁移至差，并且由于人造革中低分子增塑剂用量较多，使其易于迁移至表面，影响使用效果。采用表面，影响使用效果。采用PVC

20、/NBR并用，可以大大改善并用，可以大大改善PVC制品制品的弹性，耐低温性能，增塑剂耐迁移性等。的弹性，耐低温性能，增塑剂耐迁移性等。弹性体冲击改性剂应用实例 PVC/耐热改性剂（耐热改性剂（HRA）共混体系）共混体系 随着随着PVC硬制品工程化硬制品工程化的发展，人们对其耐热性能提出了更高的要求。为了提高的发展，人们对其耐热性能提出了更高的要求。为了提高PVC的耐热性，人们尝试了各种方法，共混即为其中一种，的耐热性，人们尝试了各种方法，共混即为其中一种，N-苯基马来酰亚胺（苯基马来酰亚胺（PMI）共聚物作为新一代的耐热改性）共聚物作为新一代的耐热改性剂，可有效提高聚氯乙烯硬制品的维卡软化温度

21、，拓宽其剂，可有效提高聚氯乙烯硬制品的维卡软化温度，拓宽其应用领域。应用领域。研究表明研究表明PMI-St-AN三元共聚物作为三元共聚物作为PVC的耐热改性剂，可使的耐热改性剂，可使共混物的维卡软化温度和拉伸强度有较大的提高，冲击性能共混物的维卡软化温度和拉伸强度有较大的提高，冲击性能和加工性能略有下降，低分子质量耐热改性剂，可大大提高和加工性能略有下降，低分子质量耐热改性剂，可大大提高共混物的加工性能，而其耐热和力学性能变化不大共混物的加工性能，而其耐热和力学性能变化不大。弹性体冲击改性剂应用实例PVC/AVR体系体系 ACR是丙烯酸酯类共聚物。目前用作是丙烯酸酯类共聚物。目前用作PVC改性

22、剂的改性剂的ACR基基本可分为两类：一类是用以改善硬质本可分为两类：一类是用以改善硬质PVC的加工性能，属加工改性剂；的加工性能，属加工改性剂；另一类是用以提高另一类是用以提高PVC制品冲击强度的抗冲击改性剂。制品冲击强度的抗冲击改性剂。ACR抗冲击改抗冲击改性剂尤其适用于户外使用的硬质性剂尤其适用于户外使用的硬质PVC塑料制品。例如，塑料门窗，折塑料制品。例如，塑料门窗，折叠板，管材，雨水槽及各种异型材。叠板，管材，雨水槽及各种异型材。ACR与其他抗冲击改性剂相比，与其他抗冲击改性剂相比，具有加工性能好，抗冲击效果明显，制品表面光洁美观以及耐老化性具有加工性能好，抗冲击效果明显，制品表面光洁

23、美观以及耐老化性能优良等优点。能优良等优点。PVC/ABS体系体系 PVC与与ABS共混，目的是使共混，目的是使PVC从通用塑料过渡为工程塑从通用塑料过渡为工程塑料，并获得一类可在某些应用领域代替料，并获得一类可在某些应用领域代替ABS的较为廉价的新型材料。的较为廉价的新型材料。实践证明，实践证明，PVC/ABS共混物综合了共混物综合了ABS抗冲击，耐低温，易于成型加抗冲击，耐低温，易于成型加工以及工以及PVC阻燃，刚性强，耐腐蚀及价格等特点，因而在机械零部件，阻燃，刚性强，耐腐蚀及价格等特点，因而在机械零部件，纺织器材，汽车仪表，电器元件及箱包制造等方面显示出强大的生命纺织器材，汽车仪表，电

24、器元件及箱包制造等方面显示出强大的生命力。力。弹性体冲击改性剂应用实例PVC/共聚尼龙合金共混体系共聚尼龙合金共混体系 作为通用塑料的作为通用塑料的PVC与工程塑料相比，存与工程塑料相比，存在缺口冲击强度低，加工性能差及耐热性能差等缺陷，在缺口冲击强度低，加工性能差及耐热性能差等缺陷，PVC的工程塑的工程塑料化是料化是PVC的发展方向。的发展方向。美国杜邦公司采用了美国杜邦公司采用了EnBACO(乙烯乙烯-丙烯酸酯丙烯酸酯-一氧化碳共聚物）及一氧化碳共聚物）及EnBACO接接枝马来酸酐作为增容剂，成功地实现了枝马来酸酐作为增容剂，成功地实现了PVC与尼龙的共混，并与尼龙的共混，并在在20世纪世

25、纪90年代中期推出了年代中期推出了PVC/尼龙合金系列产品，为尼龙合金系列产品，为PVC的工程塑料的工程塑料化开辟了新的领域。杜邦公司的产品包括化开辟了新的领域。杜邦公司的产品包括PA6/PVC，PA12/PVC，PA1212及两种专用尼龙与及两种专用尼龙与PVC的共混合金。美国的共混合金。美国Cybertech聚合物公司也采用乙聚合物公司也采用乙烯烯-丙烯酸酯丙烯酸酯-一氧化碳共聚开发了商品名为一氧化碳共聚开发了商品名为Cylon的的PA/PVC合金。合金。PVC/尼龙合金结合了低塑性尼龙合金结合了低塑性PVC的耐热性和韧性以及尼龙的耐化学试剂的耐热性和韧性以及尼龙的耐化学试剂及耐油性，提高

26、了及耐油性，提高了PVC D的低温柔顺性。共混合金有较高的耐腐蚀性，耐的低温柔顺性。共混合金有较高的耐腐蚀性，耐磨性，强度及加工性能，可用于电线电缆及绝缘套，耐化学腐蚀衬里，磨性，强度及加工性能，可用于电线电缆及绝缘套，耐化学腐蚀衬里，薄膜及容器，也可代替薄膜及容器，也可代替PVC软管使用软管使用。刚性粒子增韧PVC应用实例PVC/无机刚性粒子共混增韧改性无机刚性粒子共混增韧改性 无机刚性粒子，如无机刚性粒子，如CaCO3, SiO2 ，在过，在过去很长一段时间内一直作为降低去很长一段时间内一直作为降低PVC生产成本的填料。近年研究发现，生产成本的填料。近年研究发现，当刚性粒子的粒径下于某一数

27、值之后，材料在受到冲击时刚性粒子能当刚性粒子的粒径下于某一数值之后，材料在受到冲击时刚性粒子能引发基体产生银纹并吸收能量，提高体系的韧性。引发基体产生银纹并吸收能量，提高体系的韧性。纳米纳米CaCO3 是最早开发的无机纳米刚性粒子之一。研究将纳米级与微米是最早开发的无机纳米刚性粒子之一。研究将纳米级与微米级的级的CaCO3 对对PVC体系的增韧效果进行了比较，前者用量为体系的增韧效果进行了比较，前者用量为10%时，体系时，体系的冲击强度比的冲击强度比PVC基体提高了基体提高了3倍，此时拉伸强度出现最大值倍，此时拉伸强度出现最大值58MPa，比，比基体提高了基体提高了11倍；而后者增韧体系的冲击

28、性能有较低性能的提高，但其倍；而后者增韧体系的冲击性能有较低性能的提高，但其拉伸强度却没有明显的变化。拉伸强度却没有明显的变化。刚性粒子增韧刚性粒子增韧PVC可以获得增强增韧的双重效果，但是刚性粒子加入量可以获得增强增韧的双重效果，但是刚性粒子加入量超过一定比例时，材料的冲击强度反而会下降。超过一定比例时，材料的冲击强度反而会下降。复合增强改性 PVC增强是指在聚合物中掺入高模量，高强增强是指在聚合物中掺入高模量，高强度的天然或人造纤维，从而使制品的力学度的天然或人造纤维，从而使制品的力学性能大大提高的改性方法。增强改性的性能大大提高的改性方法。增强改性的PVC材料的硬度，耐磨性，热变形温度同

29、样得材料的硬度，耐磨性，热变形温度同样得到提高，并降低了制品的成型收缩率和挤到提高，并降低了制品的成型收缩率和挤出膨大效应。常用于出膨大效应。常用于PVC复合增强改性的纤复合增强改性的纤维有玻璃纤维和碳纤维。例如研究表明维有玻璃纤维和碳纤维。例如研究表明CF/PVC（碳纤维（碳纤维/聚氯乙烯）的复合材料的聚氯乙烯）的复合材料的拉伸强度，弯曲强度，和冲击强度都比原拉伸强度，弯曲强度，和冲击强度都比原PVC树脂提高约树脂提高约10%。碳纤维增强产品共聚改性 在氯乙烯主链中导入其他单体聚合，得到在氯乙烯主链中导入其他单体聚合，得到的是包括两种单体链的新型高分子化合物，的是包括两种单体链的新型高分子化

30、合物，即共聚物。目前氯乙烯单体与其他单体的即共聚物。目前氯乙烯单体与其他单体的共聚物主要有以下几种：氯乙烯共聚物主要有以下几种：氯乙烯乙酸乙乙酸乙烯酯共聚物，氯乙烯烯酯共聚物，氯乙烯偏氯乙烯共聚物，偏氯乙烯共聚物，氯乙烯氯乙烯丙烯酸酯共聚物，氯乙烯丙烯酸酯共聚物，氯乙烯乙烯共乙烯共聚物，氯乙烯聚物，氯乙烯丙烯酸酯丙烯酸酯醋酸乙烯酯接枝醋酸乙烯酯接枝共聚乳液共聚乳液氯乙烯醋酸乙烯共聚物 氯乙烯氯乙烯醋酸乙烯共聚物简写为醋酸乙烯共聚物简写为VC/VAC，是，是1962年年初天津化工研究所（现名合成材料研究所）及北京初天津化工研究所（现名合成材料研究所）及北京市化工研究所等相继开展市化工研究所等相继

31、开展VC/VAC共聚的研究。其主共聚的研究。其主要有三大用途：塑料地砖及密纹唱片，涂料。要有三大用途：塑料地砖及密纹唱片，涂料。VC/VAC共聚物是共聚物是PVC的改性品种，相对于的改性品种，相对于PVC有许有许多优点：软化温度较低，流动性较好，可在较低温多优点：软化温度较低，流动性较好，可在较低温度下进行加工，较易于加工成型；有一定的内增塑度下进行加工，较易于加工成型；有一定的内增塑作用，柔韧性较好，作软制品时可减少增塑剂的用作用，柔韧性较好，作软制品时可减少增塑剂的用量，溶解性较好，能溶于普通溶剂（比如丙酮，醋量，溶解性较好，能溶于普通溶剂（比如丙酮，醋酸丁酯等）；随着化学组成与分子量的不

32、同，物理酸丁酯等）；随着化学组成与分子量的不同，物理机械性能略有下降，电性能，耐水性不变，制品尺机械性能略有下降，电性能，耐水性不变，制品尺寸稳定性好，而密纹唱片是与寸稳定性好，而密纹唱片是与VC/VAC的加工流动性的加工流动性好以及制品尺寸稳定性好（高仿真，高保真）有关；好以及制品尺寸稳定性好（高仿真，高保真）有关；塑料地砖是与加工流动性好，柔韧性较好能接受大塑料地砖是与加工流动性好，柔韧性较好能接受大量填料有关；涂料是与溶解性能好量填料有关；涂料是与溶解性能好有关。有关。醋氯树脂的应用接枝改性 对对PVC常采用的化学改性方法是接枝共聚合。常采用的化学改性方法是接枝共聚合。在在PVC主链上接

33、枝共聚苯乙烯与丙烯酸等乙主链上接枝共聚苯乙烯与丙烯酸等乙烯基单体已被广泛研究，这些接枝方法一烯基单体已被广泛研究，这些接枝方法一般通过脱般通过脱HCl或或-辐射进行接枝共聚合，达辐射进行接枝共聚合，达到改性或官能团化的目的。到改性或官能团化的目的。 PVC接枝共聚改性的主要目的是提高硬质接枝共聚改性的主要目的是提高硬质PVC的抗冲击性能和耐热性能，提高软质的抗冲击性能和耐热性能，提高软质PVC的稳定性。的稳定性。PVC与与MMA(甲基丙烯酸甲甲基丙烯酸甲酯酯)接枝共聚，将接枝共聚，将MMA接枝到接枝到PVC分子链上分子链上可以提高材料的可以提高材料的Tg，耐热性，刚性。，耐热性，刚性。医用PV

34、C接枝共聚物 接枝聚合的方法是常用的材料功能化的方接枝聚合的方法是常用的材料功能化的方法之一，法之一，PVC医用材料也使用了这一方法来医用材料也使用了这一方法来得到，其中，将得到，其中，将a-羟乙基丙烯酸酯接枝到聚羟乙基丙烯酸酯接枝到聚氯乙烯上就是一个成功的例子，这种氯乙烯上就是一个成功的例子，这种接枝接枝聚合物的强度得到了提高，玻璃化温度比聚合物的强度得到了提高，玻璃化温度比纯聚氯乙烯提高纯聚氯乙烯提高15，而且具有很好的耐，而且具有很好的耐化学品性能和耐辐射性能，特别适用于制化学品性能和耐辐射性能，特别适用于制作医用制品，如医疗器具，血液循环器具作医用制品，如医疗器具，血液循环器具等。等。

35、医用PVC/PU接枝共聚物聚氨酯树脂是一种常用的医用材料，因此聚氯乙烯聚氨酯树脂是一种常用的医用材料，因此聚氯乙烯-聚氨酯接枝聚氨酯接枝共聚物也是一种理想的医用材料，由于聚氨酯可以由分子设计共聚物也是一种理想的医用材料，由于聚氨酯可以由分子设计的方法获得不同硬度的制品，较好地解决了增塑剂和各种助剂的方法获得不同硬度的制品，较好地解决了增塑剂和各种助剂的迁移问题，同时它还具有良好的物理性能，特别是良好的耐的迁移问题，同时它还具有良好的物理性能，特别是良好的耐辐射性能，有利于医用制品辐射灭菌的需要。辐射性能，有利于医用制品辐射灭菌的需要。热塑性聚氨酯（热塑性聚氨酯（TPU)是一种性能优异的弹性材料

36、，用是一种性能优异的弹性材料，用TPU改性改性PVC，能得到耐磨，压缩永久变形小，耐环境和耐腐蚀及低温性能优良能得到耐磨，压缩永久变形小，耐环境和耐腐蚀及低温性能优良的软质的软质PVC材料。通常采用材料。通常采用TPU与与PVC直接共混的方法，但由于直接共混的方法，但由于TPU与与PVC在黏度，加工温度等方面的差异，易造成共混不均匀，改性在黏度，加工温度等方面的差异，易造成共混不均匀，改性效果不佳；另一种方法是在效果不佳；另一种方法是在PVC成型中加入多羟基化合物和多元异成型中加入多羟基化合物和多元异氰酸酯，在混炼状态或熔融加工过程中合成氰酸酯，在混炼状态或熔融加工过程中合成TPU，得到，得到

37、TPU/PVC共共混物，该方法能提高混物，该方法能提高TPU/PVC共混物的相容性和均匀性，共混物共混物的相容性和均匀性，共混物的强度及透明度都较好，缺点是制备过程中易造成多元异氰酸酯的强度及透明度都较好，缺点是制备过程中易造成多元异氰酸酯和多羟基化合物浓度不均，局部形成凝胶而使共混物的黏度上升，和多羟基化合物浓度不均，局部形成凝胶而使共混物的黏度上升，加工难度增加。加工难度增加。医用PVC/PU接枝共聚物为了克服以上两种方法的缺点，得到兼具为了克服以上两种方法的缺点，得到兼具TPU和和PVC性能优良性能的性能优良性能的PVC材料，可以采用材料，可以采用TPU与与VC接枝共聚的方法。接枝共聚的

38、方法。日本在日本在20世纪世纪80年代初开年代初开发了发了TPU-g-VC共聚物，兼具共聚物，兼具TPU优良的耐磨，耐优良的耐磨，耐油，耐寒等性能和油，耐寒等性能和PVC优良的阻燃，加工性能。优良的阻燃，加工性能。 TPU-g-VC共聚物在不添加增塑剂的情况下，即具共聚物在不添加增塑剂的情况下，即具有软质有软质PVC的特性，从而不存在小分子渗出，挥的特性，从而不存在小分子渗出，挥发和迁移现象。由于发和迁移现象。由于TPU-g-VC共聚物以上的优点，共聚物以上的优点，目前已作为一种新型的合成材料而应用与医疗，目前已作为一种新型的合成材料而应用与医疗，电器及汽车等方面。电器及汽车等方面。氯化改性

39、PVC氯化改性主要有两个目的：一是提高热氯化改性主要有两个目的：一是提高热变形温度，二是提高材料溶解性能。氯化变形温度，二是提高材料溶解性能。氯化聚氯乙烯（聚氯乙烯（CPVC）是由聚氯乙烯树脂（）是由聚氯乙烯树脂（PVC）经过进一步氯化制得的。经过进一步氯化制得的。PVC经过氯化后，经过氯化后，其含氯质量分数可由原来的其含氯质量分数可由原来的56.7%上升到上升到63%65%，分子键极性增大，分子间作用，分子键极性增大，分子间作用力增强，使其在力学性能，特别是耐候性，力增强，使其在力学性能，特别是耐候性，耐热性，耐老化性，可溶性，阻燃自熄性耐热性，耐老化性，可溶性，阻燃自熄性等方面均比等方面均

40、比PVC有较大的提高，耐热性也比有较大的提高，耐热性也比PVC提高提高20%40%，是一种性能优良的新型，是一种性能优良的新型材料材料 CPVC的性能特点（1）使用温度范围广）使用温度范围广CPVC的维卡软化点比的维卡软化点比PVC树脂提高约树脂提高约40，PVC硬制品可在硬制品可在-4098范围内长期使用，是能在较高温度和较高压力下长期使用范围内长期使用，是能在较高温度和较高压力下长期使用的为数不多的聚合物之一。的为数不多的聚合物之一。（2）力学性能优）力学性能优CPVC的拉伸强度比的拉伸强度比PVC提高约提高约50%，比，比ABS树脂，树脂，PP树脂提高约树脂提高约1倍。倍。特别是在接近特

41、别是在接近100以下，以下，CPVC仍能保持很强的刚性，可充分满足在仍能保持很强的刚性，可充分满足在此温度下对设备水管道较高的要求。此温度下对设备水管道较高的要求。（3）耐化学腐蚀性好）耐化学腐蚀性好大多数工业化化学药剂会腐蚀金属设备，导致渗透，流程限制，使用大多数工业化化学药剂会腐蚀金属设备，导致渗透，流程限制，使用寿命短等问题。寿命短等问题。CPVC不仅在常温下耐化学腐蚀性能优异，而且在较高不仅在常温下耐化学腐蚀性能优异，而且在较高温度下仍具有很好的耐酸，耐碱，耐化学药品性能远远好于温度下仍具有很好的耐酸，耐碱，耐化学药品性能远远好于PVC和其和其他树脂。他树脂。CPVC在许多应用领域可以

42、代替传统材质，以抵制侵蚀性物质，如质量在许多应用领域可以代替传统材质，以抵制侵蚀性物质，如质量较差的水，酸性物质，碱性物质及其他水溶液，使用寿命较长，维修较差的水，酸性物质，碱性物质及其他水溶液，使用寿命较长，维修量少，并拥有优良的环境适应力量少，并拥有优良的环境适应力 CPVC的性能特点（4）良好的阻燃性）良好的阻燃性CPVC具有优异的阻燃自熄性，其极限氧指数为具有优异的阻燃自熄性，其极限氧指数为60，因而在空气，因而在空气中不会燃烧，具有无火焰滴漏限制火焰扩散及低烟雾生成等特中不会燃烧，具有无火焰滴漏限制火焰扩散及低烟雾生成等特性。性。（5）导热性导热性CPVC的热传导系数仅为的热传导系数

43、仅为0.105Kw/(m*K)，用，用CPVC加工的耐热管加工的耐热管道，热损失少，可免除隔热层。道，热损失少，可免除隔热层。（6）不受水中余氯的影响不受水中余氯的影响聚烯烃材料（比如聚烯烃材料（比如PP,PE）遇水余氯时可能会分解，而）遇水余氯时可能会分解，而CPVC则不则不会受水中余氯的影响，不会出现裂痕和渗漏。会受水中余氯的影响，不会出现裂痕和渗漏。（7）细菌不易繁殖细菌不易繁殖只要在有水的地方几乎都有细菌，由于只要在有水的地方几乎都有细菌，由于CPVC不受水中余氯的影不受水中余氯的影响，不会产生裂痕和渗漏，管道内壁光滑，细菌不易滋生，而响，不会产生裂痕和渗漏，管道内壁光滑，细菌不易滋生

44、，而且对一般性杀菌化学产品也具有抵抗作用，且对一般性杀菌化学产品也具有抵抗作用，CPVC管路系统会抵管路系统会抵抗所有形态的细菌的侵袭，这其中的多种细菌会造成金属管路抗所有形态的细菌的侵袭，这其中的多种细菌会造成金属管路系统的腐蚀。系统的腐蚀。表三 CPVC树脂性能指标项目项目指标指标外观外观白色或浅黄色粉末白色或浅黄色粉末粒度（粒度（40目筛通过率）目筛通过率）/%98氯质量分数氯质量分数/%6168挥发组分质量分数挥发组分质量分数/%100热稳定时间（热稳定时间（120）/s40吸油率吸油率/%20表四 CPVC硬质材料的性能 项目项目 挤出挤出 注塑注塑 维卡软化点维卡软化点/拉伸强度拉

45、伸强度/Mpa冲击强度（缺口）冲击强度（缺口）/(J/m)弯曲屈服强度弯曲屈服强度/MPa12055.065.053.3266.780.0100.010555.065.026.7266.790.0110.0CPVC产品聚氯乙烯的交联 使用化学交联方法可用于克服硬质聚氯乙烯软化使用化学交联方法可用于克服硬质聚氯乙烯软化点低，在高温下尺寸稳定性差的缺陷。点低，在高温下尺寸稳定性差的缺陷。聚氯乙烯聚氯乙烯化学交联的方法有，降解交联，光化学或辐射交化学交联的方法有，降解交联，光化学或辐射交联，与交联剂交联等。联，与交联剂交联等。聚氯乙烯制品在我国的应用极为广泛，聚氯乙烯制品在我国的应用极为广泛，聚氯乙

46、烯材聚氯乙烯材料交联后，耐温等级显著提高，耐老化性，耐候性，料交联后，耐温等级显著提高，耐老化性，耐候性，耐磨性及耐化学性也同步提高，综合性能大大增强，耐磨性及耐化学性也同步提高，综合性能大大增强，因此交联聚氯乙烯产品具有广泛的应用前景因此交联聚氯乙烯产品具有广泛的应用前景。交联聚氯乙烯的应用 电线电缆电线电缆 用作电线，电缆的绝缘与护套材料是交联用作电线，电缆的绝缘与护套材料是交联聚氯乙烯的主要用途。聚氯乙烯用作线缆绝缘层，聚氯乙烯的主要用途。聚氯乙烯用作线缆绝缘层，护套层，护套层，经辐射交联后，线缆的耐温等级可提高到经辐射交联后，线缆的耐温等级可提高到105 以上，其强度，柔韧性，耐老化性，耐热变以上，其强度，柔韧性，耐老化性，耐热变形，耐磨性，耐化学溶剂性及耐候性等性能均有所形，耐磨性，耐化学溶剂性及耐候性等性能均有所提高，可应用于彩色电视机，汽车引擎，人造卫星提高，可应用于彩色电视机，汽车引擎，人造卫星及太空飞船等特殊领域，在一些场合甚至可以代替及太空飞船等特殊领域，在一些场合甚至可以代替