聚氯乙烯(PVC)材料概述.ppt

1、,聚氯乙烯 材料概述,一、綜述：,1.定義：聚氯乙烯，簡稱PVC（Polyvinyl chloride polymer），是由氯乙烯單體在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂。 分子式：（CH2-CHCl）n 2.結(jié)構(gòu)：聚氯乙烯分子鏈結(jié)構(gòu)如下： CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH 聚氯乙烯分子結(jié)構(gòu),Cl,Cl,Cl,1.氯乙烯單體 氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)方法有乙炔電石法、聯(lián)合法、氧氯化法等。 （1）乙炔電石法： CHCH+HCl CH2=CHCl （2）聯(lián)合法： CH2=CH2+Cl2CH2Cl-CH2Cl CH2=CHCl+HCl CHCH+HCl CH2=CHCl （3）氧氯化法： 2CH2=

2、CH2+Cl2+1/2O2 2CH2=CHCl+H2O 氧氯化法是隨著石油工業(yè)的發(fā)展于20世紀(jì)60年代問世的，由于原料豐富，節(jié)省電能，成本較低，是當(dāng)前生產(chǎn)氯乙烯的主要方法,二、合成方法,2.氯乙烯單體的聚合 nCH2=CHCl （CH2-CHCl）n 聚合過程中聚合度由聚合溫度來控制，聚合速率由引發(fā)劑用量來調(diào)節(jié)。工業(yè)上采用的聚合方法有四種：懸浮聚合、乳液聚合、本體聚合和溶液聚合。,三、聚氯乙烯性能,PVC塑料的綜合性能,1.力學(xué)性能： 由于PVC是極性聚合物，分子間作用力較大，固體表現(xiàn)良好的力學(xué)性能。 力學(xué)性能的數(shù)值不僅取決于相對(duì)分子量的大小，而且與所添加助劑的種類和數(shù)量也有關(guān)。,2.熱性能：

3、 Tg是PVC的理論使用溫度的上限，超 過此溫度PVC開始軟化。PVC的Tg 在8085。 PVC熱穩(wěn)定差，無論受熱或日光都能 引起變色，逐漸變?yōu)辄S色、橙色、 棕色直到黑色，伴隨著力學(xué)性能和 化學(xué)性能的降低。,3.化學(xué)性能： PVC具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。耐大多數(shù)油類、醇類和脂肪族的侵蝕，但不耐芳烴、氯代烴、酯類等有機(jī)溶劑，環(huán)己酮、四氫呋喃、二氯乙烷等是PVC良好溶劑。 硬質(zhì)PVC（UPVC）的化學(xué)穩(wěn)定性,PVC是體積電阻率和介電強(qiáng)度較高、介電損耗較小的電絕緣材料之一。 PVC塑料的電性能還取決有配方設(shè)計(jì)，不同配方制得的PVC絕緣材料適用于不同應(yīng)用場(chǎng)合。,4.電性能：,5.衛(wèi)生性： 工業(yè)生產(chǎn)的P

4、VC 樹脂本身是無毒的，他的衛(wèi)生性主要有兩個(gè)方面： （1）樹脂中殘留的氯乙烯單體，經(jīng)試驗(yàn)證明是對(duì)人體有害的； （2）在加工過程中使用的許多工業(yè)助劑，尤其是熱穩(wěn)定劑具有不同程度的毒性。 近年來，隨著PVC合成技術(shù)的提高，PVC樹脂中氯乙烯單體的含量成功降低到5x10-6以下，可生產(chǎn)出食品級(jí)PVC樹脂。 除毒性外，PVC的衛(wèi)生性還應(yīng)考慮助劑的析出和在溶劑中的析出問題。,四、成型加工 1.聚氯乙烯加工特性： （1）成型加工中的熱穩(wěn)定性： PVC的黏流溫度在136以上，在140即產(chǎn)生大量分解，給PVC成型加工帶來很大困難。因此，成型加工中必須加入熱穩(wěn)定劑來提高分解溫度，對(duì)于軟制品還可以加入增塑劑來降低

5、黏流溫度。加入熱穩(wěn)定劑后分解溫度可達(dá)到200。,（2）熔體的流變特性： PVC熔體的流變性屬于非 牛頓流體，黏度的變化不 但與溫度有關(guān)，而且與剪 切速率有關(guān)。,（3）熔體塑化特性： 在成型加工中，PVC的熔化速度慢，熔體強(qiáng)度低，易引起熔體流動(dòng)缺陷，需加入加工改性劑來克服這些缺點(diǎn)，加快樹脂的塑化過程中的凝膠化速度，提高熔體的流動(dòng)性，達(dá)到改善制品質(zhì)量的目的。 ACR是一類丙烯酸酯類共聚物，是PVC最常用的加工改性劑。,（4）加工設(shè)備適應(yīng)性 PVC是熱敏性樹脂，成型加工中極易熱分解。因此，除了加入穩(wěn)定劑外，成型加工設(shè)備應(yīng)具有避免物料長期受熱、便于熔體流動(dòng)的特性。 a.選用深螺槽螺桿； b.采用快速塑

6、化和高速注射工藝； c.制品設(shè)計(jì)避免尖角，規(guī)避應(yīng)力集中； d.設(shè)備、模具與PVC接觸的部分應(yīng)注意防腐處理。 （5）其他 PVC是無定形聚合物，當(dāng)熔融物冷卻時(shí)，收縮率不大，一般UPVC為0.1%0.6%，SPVC為1.0%2.5%；PVC的極性使其具有易著色和易印刷的優(yōu)點(diǎn)。,2.成型加工與制品： （1）擠出成型與制品： PVC擠出成型制品有兩大類：一類是軟質(zhì)制品，一般用相對(duì)分子質(zhì)量較高的PVC樹脂（SG-1SG-4），用單螺桿擠出機(jī)可順利成型，制品主要有薄膜、軟管、電線電纜等；另一類是硬質(zhì)制品，一般選用相對(duì)分子質(zhì)量較低的PVC樹脂（SG-4SG-7），用單螺桿和雙螺桿擠出機(jī)均能成型。 硬質(zhì)制品有

7、硬管、硬板、異型材。 （2）注射成型與制品： 注射成型對(duì)物料流動(dòng)性要求較高，增加加工難度。為降低成型加工溫度，一般UPVC選用相對(duì)分子質(zhì)量較低的PVC樹脂。注塑制品主要有兩類：a.管件b.鞋類。,（3）壓延成型與制品： SPVC壓延薄膜是壓延成型的主要產(chǎn)品。選用PVC樹脂和無毒助劑生產(chǎn)的壓延薄膜用于制造輸血袋、輸液袋等醫(yī)用制品已得到廣泛應(yīng)用。,五、PVC加工助劑 1.增塑劑：,2.潤滑劑： 能改進(jìn)聚合物熔體的流動(dòng)性、減少熔體對(duì)設(shè)備的黏附現(xiàn)象、提高塑件脫模作用的物質(zhì)。,3.阻燃劑： 能阻止燃燒，降低燃燒速度或提高著火點(diǎn)的物質(zhì)。 4.發(fā)泡劑： 是一類能使處于一定黏度范圍內(nèi)的液態(tài)或塑性狀態(tài)的塑料、橡

8、膠形成微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。,六、醫(yī)用PVC 聚氯乙烯（PVC）類材料制造的方便性、以及這類材料與靜脈（intravenous，IV）注射液和血液之間良好的相容性，使其在醫(yī)療領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 PVC在各種各樣的醫(yī)療產(chǎn)品中有著悠久的使用歷史。PVC在醫(yī)療產(chǎn)品中的應(yīng)用包括輸液袋、輸血袋、輸注設(shè)備等等。這些醫(yī)療設(shè)備經(jīng)過了世界范圍內(nèi)包括FDA在內(nèi)的無數(shù)政府機(jī)構(gòu)和獨(dú)立健康機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格的監(jiān)管審查。在過去40多年的使用過程當(dāng)中，這些材料的安全性已經(jīng)經(jīng)過了50億到70億急性接觸住院天數(shù)以及10億到20億慢性接觸住院天數(shù)的證明，并沒有發(fā)現(xiàn)PVC類材料具有任何反作用。,PVC需要加入一系列助劑才具有優(yōu)異的性能。主要就是增塑劑。 在PVC中加入增塑劑是為了改進(jìn)PVC的柔軟性、耐寒性、增進(jìn)光穩(wěn)定性。不同用途的PVC制品，增塑劑的添加量不同。研究表明，含有鄰苯二甲酸酯類的PVC遇上油脂或在100以上高溫環(huán)境下，很容易釋放。 醫(yī)療器械國家標(biāo)準(zhǔn)中涉及到DEHP的標(biāo)準(zhǔn)。GB14232.1-2004人體血液及血