PVC产品概况及技术介绍

1、第一篇第一篇 产品和概况产品和概况授课班级:五年高职化工08授课教师：孟根图雅第六部分第六部分聚氯乙烯的开发方向聚氯乙烯的开发方向第五部分第五部分聚氯乙烯生产中的安全环保技术聚氯乙烯生产中的安全环保技术第四部分第四部分聚氯乙烯树脂的相关知识聚氯乙烯树脂的相关知识第三部分第三部分产品质量标准和测定方法产品质量标准和测定方法第二部分第二部分产品性能及用途产品性能及用途第一部分第一部分产品的高分子结构和颗粒形态产品的高分子结构和颗粒形态第一部分第一部分 产品的高分子结构和颗粒形态产品的高分子结构和颗粒形态一、聚氯乙烯的结构一、聚氯乙烯的结构聚氯乙烯树脂聚氯乙烯树脂是氯乙烯单体（vinyl chlor

2、ide 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。CH2CHCln英文名称：polyvinyl chloride, 简称PVC高分子链结构 PVC是VCM单体多数以头头- -尾尾结构相联的线形线形聚合物。 对于PVC来讲，聚合反应的温度是控制分子量和链结构的决定因素。CH2CHCl+ CH2CHClCH2CHClCHClCH2CH2CHClCHCH2Cl(2)(1) 随着聚合反应温度温度的降低降低，间规立构规整度提高。提高。 例如：在 -60oC聚合而成的PVC，间规立构规整度高达65。高分子立体构型PVC的聚合方法悬浮

3、法悬浮法（S-PVC），生产75的PVC乳液法乳液法 （E-PVC），生产10的PVC本体法本体法（M-PVC），生产10的PVC溶液法溶液法，因为对环境有污染，目前已不采用不采用。二、聚氯乙烯制备方法二、聚氯乙烯制备方法三、三、PVCPVC颗粒的形态结构颗粒的形态结构形成PVC颗粒特殊组织形态的主要原因是VCM不溶于不溶于PVC。由约50个PVC大分子链聚集而成亚颗粒或几个亚颗粒聚集形成最终的PVC颗粒。紧密型紧密型PVC疏松型疏松型PVC聚合度1700 通过调整悬浮悬浮聚合时的配方配方和工艺条件工艺条件，可以获得紧密型紧密型和疏松型疏松型PVC，颗粒尺寸5050250250m m。 聚合温

4、度对颗粒形态有显著影响聚合温度对颗粒形态有显著影响：温度越低，获得的PVC颗粒就越疏松。一、聚氯乙烯树脂的物理化学性质一、聚氯乙烯树脂的物理化学性质 聚氯乙烯树脂（PVC）是重要的有机合成材料。 其产品具有良好的物理性能和化学性能，广泛用于工业、建筑业、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域。 PVC与PE、PP、PS、ABS并称世界五大通用树脂，且以其突出的性价比在社会生活当中得到了广泛的应用。第二部分第二部分 产品性能及用途产品性能及用途 物理性质物理性质：白色粉末，无毒、无臭。相对密度：1.351.46 折射率1.544（20）不溶于水，汽油，酒精和氯乙烯，溶于丙酮，二氯乙烷，二甲苯

5、等溶剂，化学稳定性很高，具有良好的可塑性。 除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸、90% 以下的硫酸、50-60%的硝酸及20%以下的烧碱。 聚氯乙烯在100以上开始分解并缓慢放出HCl，随着温度上升，分解与释放HCl速度加快，致使聚氯乙烯变色。（1）热性能）热性能耐热性热变形温度。热稳定性分子量提高PVC的Tg和热变形温度提高；增塑剂用量对增塑剂用量对PVC的耐热性有决定性的影响的耐热性有决定性的影响PVC是一种热敏性的塑料：是一种热敏性的塑料：当温度超过140oC时就会分解。聚合温度较低制成的聚合温度较低制成的PVC热稳定性要高一些。热稳定性要高一些。PVC的热绝缘性较好。化学性质：

6、化学性质：PVCPVC稳定剂稳定剂重金属重金属（铅、锌、镉、亚锡）与脂（铅、锌、镉、亚锡）与脂肪酸合成的皂类肪酸合成的皂类碱土金属（镁、钙、锶、钡）与脂肪酸合成的皂类昂贵（2）光稳定性光稳定性纯PVC在日光或紫外线单色光照下，发生老化，色泽变暗。与热老化极为相似，但有不同之处，它是材料表面上进行的自由基氧化过程。光老化首先是从氯化氢降解开始，接着是断链和交联。破坏力量最大的是波长290-400nm的紫外光提高光稳定性可添加助剂:紫外线吸收剂：UV-9 、UV-327 、UV-356光屏蔽剂 :炭黑、氧化钛、氧化锌萃取剂：肟类、二价镍的化合物（三）电性能（三）电性能 聚氯乙烯相邻高分子之间有强的

7、偶极键，故不宜用作高压电缆及通讯电缆，但密度较高，耐电击穿，且耐老化，来源有广泛，故常用作低压电缆及电缆护套的加工。（四）化学稳定性（四）化学稳定性 常温下可耐任何浓度的盐酸、90% 以下的硫酸、50-60%的硝酸及25%以下的烧碱，对盐类也相当稳定。二、聚氯乙烯树脂的用途二、聚氯乙烯树脂的用途1、型号、型号电石法：SG-(1-8)型（采取国家标准）低型号 软制品高型号 硬制品K值（1 8型）（高 低）聚合度（1 8型）（高 低）型号型号典型生产企业典型生产企业主要用途主要用途SG-1电缆料、薄膜等SG-2浙江巨化等电缆料、薄膜等SG-3中银电化、杭州电化、无锡化工等普通软制品SG-4人造革、

8、鞋类等SG-5绝大多数企业均可生产通用型（型材、管材）SG-6硬质管、片材等SG-7内蒙海吉、株洲化工、宜宾天原、金路树脂等硬制品（板片材等）SG-8渤天化工、浙江巨化硬制品（板片材等）注：注：1、4、6型当前市场流通量很少，不常见。型当前市场流通量很少，不常见。各型号电石法聚氯乙烯的主要生产企业及用途：2、PVC的应用与改性的应用与改性PVC的用途极为广泛，是目前用量仅次于PE的第二大用量的树脂材料。 PVC的性能优势。力学性能大范围可调：从硬质到软质电绝缘性优良耐酸碱、耐溶剂性良好阻燃性好PVCPVC的主要应用领域的主要应用领域 建筑领域门窗异型材、塑料水管 化工设备化工管道、容器 电器、

9、电缆绝缘（代替大部分橡胶） 汽车工业内装饰材料：方向盘握把、仪表盘、脚垫 软质PVC管、膜、薄片日用品、包装材料 PVC糊涂敷织物人造革 PVC发泡制品衬垫、拖鞋、隔热隔声材料PVCPVC消费构成消费构成PerformancePerformance 型材型材/ /门窗门窗 30%30% 管材管材/ /件件 20%20% 人造革人造革 5%5% 其他其他 20%20%板片材及板片材及其他型材其他型材 8%电缆料电缆料 6%薄膜薄膜 6%鞋及鞋底鞋及鞋底 5% PVCPVC的缺点的缺点软化点不高耐热性不好耐寒性差、抗冲强度低易分解、热稳定性差。高分子量PVC（HWM-PVC)分子量增大分子链间规度

10、提高力学性能大幅度提高、耐热、耐寒性提高、热稳定性提高。氯化PVC（CPVC)：提高PVC的氯含量热变形温度、力学强度提高热稳定性、熔体流动性、抗冲击性变差。VC共聚物：与其它烯类单体共聚，破坏PVC链规整性，提高熔体流动性、抗冲击性和耐寒性。VC-乙酸乙烯共聚物VC-丙烯共聚物VC-丙烯酸酯共聚物VC-偏氯乙烯共聚物PVC的改性第三部分第三部分 产品质量标准和测定方法产品质量标准和测定方法一、产品质量标准一、产品质量标准 参见表1.6出厂检验项目：黏数（平均聚合度）、表观密度、挥发物含量、筛余物、杂质粒子数、“鱼眼”数残留单晶体含量型式检验项目中的抽检项目： 增塑剂吸收量、 白度、 水萃取液

11、电导率、 残留氯乙烯含量二、检验规则二、检验规则三、测定方法三、测定方法过筛率的测定残留氯乙烯单体含量的测定平均聚合度的测定挥发物的测定杂质粒子的测定水萃取液电导率的测定表观密度的测定增塑剂吸收量的测定鱼眼检测白度的测定平均聚合度平均聚合度 通常用粘数来表示聚合物分子量大小，划分聚合物型号。在国际上还有用K值或聚合度来划分聚合物型号。PVC树脂是一种非结晶的线性高分子化合物，其相对分子质量愈大，粘数就越高，材料的强度、刚度、韧性、耐热及耐低温性愈好，但成型加工性能愈差。究其原因，主要是随PVC树脂相对分子质量增加，PVC大分子链间范德华引力或缠绕程度相应增加，使其材料力学性能提高，分子链中不正

12、常的弱结构及链端基结构相应减少，故材料耐热及耐候性提高。型号粘数（ml/g）绝对粘度mPa.sK值平均聚合度SG-0156771785SG-11561442.12.2777517851536SG-21431362.02.1747315351371SG-31351271.92.0727113701251SG-41261191.81.9706912501136SG-51181071.71.868661135981SG-6106961.61.76563980846SG-795871.51.66260845741SG-886731.41.55955740650SG-97355650 该指标属于必检项目

13、，其数值反映了PVC树脂的平均分子量大小，也就是PVC分子链的长短，决定了树脂的牌号和相应加工参数。同一牌号树脂该指标的差别，也会对加工工艺和制品性能产生一定影响。选择及应用时，应引起注意和重视。鱼眼鱼眼 在聚氯乙烯生产中，鱼眼的形成直接影响PVC产品的质量，后加工中影响塑料制品表面的美观性，大大降低制品的拉伸强度、伸长率等机械性能，易导致塑料膜或片的穿孔，尤其是电缆制品，会影响其电绝缘性和低温挠屈性。 总之，“鱼眼”已成为树脂生产和塑化加工中最重视的指标之一。目前国内大的PVC厂家一般要求PVC产品鱼眼数小于10颗，因此，研究PVC鱼眼的形成及消除有其重要的现实意义。 鱼眼是指难于(或不能)

14、塑化加工的聚氯乙烯颗粒，在制品中呈现为透明粒子。鱼眼形成的原因：鱼眼形成的原因：多次聚合形成PVC鱼眼 局部热量不均，形成难以塑化的鱼眼分散剂匹配不当形成鱼眼引发剂使用不当造成鱼眼搅拌不当形成鱼眼 pH不当形成鱼眼脱盐水质量形成鱼眼 VCM中杂质多导致鱼眼 回流冷凝器链转移剂降低鱼眼的措施降低鱼眼的措施优化聚合配方：选择多元助剂提高原料质量：提高VCM质量优化工程措施：改善设备和技术白度白度 白度是指PVC树脂在160加热10min后的白色程度，是衡量PVC树脂热稳定性的重要质量指标。 该指标对树脂的加工性能以及制品的耐老化性能有很大的影响，白度较低的树脂往往出现初期变色。 影响树脂白度的因素

15、有很多，如VCM质量，VCM转化率，聚合配方中引发剂、水油比、分散剂的用量，后工序中汽提、离心干燥工艺等。提高VCM质量控制聚合反应终止的压力降采用复合分散剂采用复合终止剂加强对汽提、离心干燥工艺的管理控制措施：控制措施：第六部分第六部分聚氯乙烯的开发方向聚氯乙烯的开发方向第五部分第五部分聚氯乙烯生产中的安全环保技术聚氯乙烯生产中的安全环保技术第四部分第四部分聚氯乙烯树脂的相关知识聚氯乙烯树脂的相关知识第三部分第三部分产品质量标准和测定方法产品质量标准和测定方法第二部分第二部分产品性能及用途产品性能及用途第一部分第一部分产品的高分子结构和颗粒形态产品的高分子结构和颗粒形态p4.1 聚氯乙烯树脂

16、的分子量分布p4.2聚氯乙烯树脂的粒度分布p4.3聚氯乙烯的流变性能p4.4“鱼眼”p4.5聚氯乙烯降解的概念p4.6树脂的残留氯乙烯p4.7电石查定及查定方法4.5.14.5.1聚氯乙烯降解的概念聚氯乙烯降解的概念聚氯乙烯聚合物在受到热、紫外光及空气中氧气的作用下，都会发生降解放出氯化氢，使聚合物颜色发生改变。 白白-微红微红-粉红粉红-浅黄浅黄-褐色褐色-红棕红棕-红黑红黑-黑色黑色 超过200降解的最终产物可有芳香族化合物苯，但始终不会得到氯乙烯单体。 加入热稳定剂、紫外线吸收剂及抗氧剂改进树脂及制品的老化性能。4.5.24.5.2聚氯乙烯降解的原因聚氯乙烯降解的原因降解的机理：脱氯化氢

17、-断链和交联。（1）脱氯化氢降解（2）两个高分子交联（3）高分子环化4.5.34.5.3聚氯乙烯热降解的影响因素聚氯乙烯热降解的影响因素（1）高分子链的薄弱环节：）高分子链的薄弱环节： 尽量减少薄弱基团的相对含量，将有利于产品稳定性的提高。薄弱环节使其在受热时发生降解，是引起树脂初期着色的主要原因。（2）聚合度）聚合度 聚合度越低，热降解速度越快。1-4型树脂稳定性大于5-8型。（3）温度）温度 温度越高，受热时间越长，降解速度越快（4）杂质的影响）杂质的影响 铁盐、锌盐、铜盐及残余的引发剂4.64.6树脂的残留氯乙烯树脂的残留氯乙烯 树脂的残留氯乙烯：树脂的残留氯乙烯：是指聚氯乙烯树脂中所吸

18、附或溶解的部分未参与聚合反应的氯乙烯单体。 树脂对单体有较大的吸附能力之故。 较高压下，吸附量与温度无关，而只取决于氯乙烯的压力。 较低压力下，吸附量与温度有关，温度高，吸附量低。 聚氯乙烯树脂中，不管后处理工艺如何，或多或少地吸附着一定量的残留氯乙烯单体，其吸附量因树脂型号而有所差异。 表观密度越大，残留单体量越多；紧密型比疏松型含量高；黏度低的含量比黏度高的多。 树脂产品中残留的氯乙烯：从树脂生产和制品加工中慢慢地逸出，从而污染操作环境，影响人体健康。 热加工赶不掉的氯乙烯留在制品中继续污染，制品与食品或饮水接触时，转入人体中危害健康。电石查定及查定方法电石查定及查定方法全国大型电石厂家第

19、六部分第六部分聚氯乙烯的开发方向聚氯乙烯的开发方向第五部分第五部分聚氯乙烯生产中的安全环保技术聚氯乙烯生产中的安全环保技术第四部分第四部分聚氯乙烯树脂的相关知识聚氯乙烯树脂的相关知识第三部分第三部分产品质量标准和测定方法产品质量标准和测定方法第二部分第二部分产品性能及用途产品性能及用途第一部分第一部分产品的高分子结构和颗粒形态产品的高分子结构和颗粒形态聚氯乙烯生产中的安全环保技术聚氯乙烯生产中的安全环保技术6.1 PVC安全规范6.2PVC劳动安全与工业卫生规范6.3PVC环保规范6.4PVC生产中的安全管理6.5PVC生产中的能源管理6.6PVC生产中的环保管理第六部分第六部分聚氯乙烯的开发

20、方向聚氯乙烯的开发方向第五部分第五部分聚氯乙烯生产中的安全环保技术聚氯乙烯生产中的安全环保技术第四部分第四部分聚氯乙烯树脂的相关知识聚氯乙烯树脂的相关知识第三部分第三部分产品质量标准和测定方法产品质量标准和测定方法第二部分第二部分产品性能及用途产品性能及用途第一部分第一部分产品的高分子结构和颗粒形态产品的高分子结构和颗粒形态聚氯乙烯开发方向聚氯乙烯开发方向世界PVC树脂工业技术进展国内PVC树脂的装备技术进展PVC生产工艺技术的进展主要塑料品种的工业化历史主要塑料品种的工业化历史1868 硝酸纤维素(1833) 1909 酚醛树脂(1872) 1919 酪素塑料(1897) 1926 苯胺甲醛

21、树脂(1892) 1927 醋酸纤维(1865) 醇酸树脂(1901) 1929 聚醋酸乙烯(1912) B8醛树脂(1918)1931 聚丙烯酸甲酯(1880) 1935 乙基纤维素(1913) 1936 聚氯乙烯(1872)1936 聚甲基丙烯酸甲酯(1932) 1936 聚乙烯醇缩醛(1928) 1938 聚苯乙烯(1839)1938 聚酰胺66(1935) 1939 高压聚乙烯(1933) 三聚氰胺树脂(1935)1939 聚偏氯乙烯(1933)1941 不饱和聚酯树脂(1937) 1943 聚四氟乙烯 (1938) 聚硅氧烷(1931)1947 环氧树脂(1934)1948 聚丙烯腈(1893) 1948 腊丁苯(ABS)树脂 1948 聚三氟氯乙烯(1934)1953 聚对苯二甲酸乙二(1941) 聚氨酯泡沫塑料(1947) 1954 低压聚乙烯(1952) 1957 聚丙烯(1954) 1958 聚环氧乙烷(1859)1958 聚碳酸酯(1956) 1958 氯化聚醚(1950) 1959 聚甲醛(1926) 1960 聚邻(间)苯二甲酸二