聚氯乙烯（高分子聚合物）

聚氯乙烯（高分子聚合物）

聚氯乙烯 （高分子聚合物） 次瀏覽 | 2022.07.09 11:49:35 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 聚氯乙烯高分子聚合物

聚氯乙烯，英文簡稱PVC（Polyvinyl chloride)，是氯乙烯單體（vinyl chloride monomer,簡稱VCM）在過氧化物、偶氮化合物等引發劑；或在光、熱作用下按自由基聚合反應機理聚合而成的聚合物；是五大通用塑料之一。

中文名

聚氯乙烯

外文名

Polyvinyl?chloride

密度

1380 kg/m3

縮寫

PVC

顏色

微黃色

基本簡介

簡稱PVC，由氯乙烯在引發劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統稱為氯乙烯樹脂。PVC為無定形結構的白色粉末，支化度較小。工業生產的PVC分子量一般在5萬～12萬范圍內，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；無固定熔點，80～85℃開始軟化，130℃變為粘彈態，160～180℃開始轉變為粘流態；有較好的機械性能，抗張強度60MPa左右，沖擊強度5～10kJ/m2；有優異的介電性能。

但對光和熱的穩定性差，在100℃以上或經長時間陽光曝曬，就會分解而產生氯化氫，并進一步自動催化分解，引起變色，物理機械性能也迅速下降，在實際應用中必須加入穩定劑以提高對熱和光的穩定性。PVC很堅硬，溶解性也很差，只能溶于環己酮、二氯乙烷和四氫呋喃等少數溶劑中，對有機和無機酸、堿、鹽均穩定，化學穩定性隨使用溫度的升高而降低。

PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮－苯混合溶劑中，用于干法紡絲或濕法紡絲而成纖維，稱氯綸。具有難燃、耐酸堿、抗微生物、耐磨并具有較好的保暖性和彈性。

組成結構

PVC是VCM單體多數以頭-尾結構相聯的線形聚合物。碳原子為鋸齒形排列，所有原子均以σ鍵相連。所有碳原子均為sp3雜化。

在PVC分子鏈上存在短的間規立構規整結構。隨著聚合反應溫度的降低，間規立構規整度提高。聚氯乙烯大分子結構中存在著頭頭結構、支鏈、雙鍵、烯丙基氯、叔氯等不穩定性結構、使得耐熱變形及耐老化差等缺點。故作交聯后，可將該類缺點消除。

交聯分為輻射交聯和化學交聯。

1、輻射交聯。使用高能射線，一般為鈷60輻射源產生的射線或電子加速產生的電子射線，主要采用后者。再加以助交聯助劑（兩個或多個碳碳雙鍵結構的單體）進行交聯。但操作難度大，對設備要求高。

2、化學交聯。使用三唑二巰基胺鹽（FSH）進行交聯，交聯機理為胺與巰基結合進攻碳氯極性鍵實行取代反應。交聯后產品耐紫外、耐溶劑、耐溫、沖擊增韌等性能會得到全面提升。

主要分類

根據應用范圍的不同，PVC可分為：通用型PVC樹脂、高聚合度PVC樹脂、交聯PVC樹脂。通用型PVC樹脂是由氯乙烯單體在引發劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長劑聚合而成的樹脂；交聯PVC樹脂是在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯劑聚合而成的樹脂。

根據氯乙烯單體的獲得方法來區分，可分為電石法、乙烯法和進口（EDC、VCM)單體法（習慣上把乙烯法和進口單體法統稱為乙烯法）。

根據聚合方法，聚氯乙烯可分為四大類：懸浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本體法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。懸浮法聚氯乙烯是產量最大的一個品種，約占PVC總產量的80%左右。懸浮法聚氯乙烯按絕對黏度分六個型號：XS-1、XS-2……XS-6；XJ-1、XJ-2……、XJ-6。型號中各字母的意思：X-懸浮法；S-疏松型；J-緊密型。

根據增塑劑含量的多少，常將PVC塑烯塑料分為：無增塑PVC，增塑劑含量為0；硬質PVC，增塑劑含量小于10%；半硬質PVC，增塑劑含量為10-30%；軟質PVC，增塑劑含量為30-70%；聚氯乙烯糊塑料，增塑劑含量為80%以上。

發展前景

1、聚氯乙烯樹脂行業發展趨勢

我國聚氯乙烯樹脂消費主要集中在華南和華東兩個地區，廣東、浙江、福建、山東和江蘇等省份的消費合計約占全國總消費量的70.0%，其中，廣東和福建省市場需求量最大，但產能不足，進口聚氯乙烯樹脂所占比例較高;。

江蘇、山東和浙江省聚氯乙烯樹脂加工工業比較發達，三省的消費量約占國內總消費量的34.0%；華北地區產銷基本平衡。隨著中西部地區開發力度的加強以及大規?；A設施的興建，中西部聚氯乙烯樹脂的消費量將會逐漸增加。

2、需求預測

聚氯乙烯樹脂行業屬于基礎型和能源密集型產業，受需求和能源價格影響較大，同時又是基礎化工原料，因此與經濟發展關聯也非常緊密。從2012年的情況來看，由于國內聚氯乙烯樹脂產能仍不斷減少，而下游需求增長相對緩慢。

加之出口受阻，進口增加，因此國內聚氯乙烯樹脂企業整體開工率不高，產能閑置數量較大，市場價格也始終保持中低位徘徊，價格波動區間減小，另外，聚氯乙烯樹脂期貨的上市在一定程度上增加了聚氯乙烯樹脂市場價格波動的不確定性。我國聚氯乙烯樹脂行業仍將處于一個較為艱難的整合期，將有多種因素影響到我國未來聚氯乙烯樹脂的發展。

制備方法

聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經取代反應制成。由于其防火耐熱作用，聚氯乙烯被廣泛用于各行各業各式各樣產品：電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建筑裝潢用品、家俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具（如有名的意大利“Rody”跳跳馬）、門簾、卷門、輔助醫療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時裝等。

材料加工

聚氯乙烯塑料形態各各異，差別很大，加工方法也多種多樣，可壓制、擠出、注射、涂層等。聚氯乙烯樹脂的顆粒大小、魚眼、松密度、純度、外來雜質、孔隙率對加工性有都有影響；糊樹脂則應考慮糊料的粘度和膠化性能。

聚氯乙烯為無定形高聚物，收縮率小。粉料加工前宜預熱以排除水分，增強塑化效果，防止氣泡。而且PVC極易分解，特別是在高溫下與鋼、銅接觸更易分解（分解溫度200度）。成型溫度范圍小，必須嚴格控制料溫。使用螺桿式注射機及直通噴嘴時，孔徑宜大，以防死角滯料。模具澆注系統應粗大，澆口截面宜大，模具應冷卻，模溫30-60度，料溫160-190。

在玻璃化溫度（Tg，80℃）以下，聚氯乙烯為玻璃態；在Tg→粘流溫度（Tf，約160℃）呈高彈性橡膠狀，有可塑性；在Tf→熱分解溫度（Td）為粘流態，溫度越高，流動越容易。當溫度超過Td，PVC分解出大量的氯化氫（HCl），材料喪失了化學穩定性和物理性能，因此Td是加工成型的上限溫度。由于聚乙烯分子間作用力大，Tf很高，甚至接近分解溫度，因此需要加入增塑劑以降低Tf。另一方面也需要加入穩定劑，從而提高PVC的Td，才能進行加工成型。

玻璃化溫度（Tg）只與分子鏈鏈段結構有關，與分子量關系不大，而粘流溫度（Tf）是大分子開始運動的溫度，與分子量大小有關，分子量越大，Tf越高。因此對某些加工成型（如注射成型）來說，有必要適當降低樹脂的分子量。根據分子量的大小不同，國產懸浮聚氯乙烯樹脂分為1-7級，序號越大，分子量越小。

XJ-4（XS-4）至XJ-7（XS-7）型樹脂常用于制造硬管、硬板等，其它型號較低，分子量較大的樹脂，因Tf較高，需加入大量增塑劑使Tf降低，故常用于制造軟制品。平均聚合度在1000以下的聚氯乙烯稱作低聚合度聚氯乙烯，具有較好的加工性能，在加工過程中可少加增塑劑，這樣不會由于增塑劑的遷移而使制品加速老化。低聚合度聚氯乙烯制品具有較好的透明度，廣泛地應用于建筑材料、食品及藥物包裝材料以及代替有機玻璃制品。

聚氯乙烯熔體屬非牛頓型的假性流體，剪切速度越大，表觀粘度越小，且變化相當靈敏。升高溫度，粘度降低不多，即使塑料在分解溫度以下，但因長時間處于較高溫度，也會起熱及氧化降解現象，而影響其性能。所以改善聚氯乙烯熔體的流動性應主要考慮增大剪切速率（增大壓力）。實際上，加大外作用力有助于大分子的運動，使Tf有所降低，大分子能在較低的溫度下流動。

參考資料