1、,聚氯乙烯材料概述,一、综述：,1.定义：聚氯乙烯，简称PVC（Polyvinyl chloride polymer），是由氯乙烯单体在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。 分子式：（CH2-CHCl）n 2.结构：聚氯乙烯分子链结构如下：CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH聚氯乙烯分子结构,Cl,Cl,Cl,1.氯乙烯单体 氯乙烯的工业生产方法有乙炔电石法、联合法、氧氯化法等。 （1）乙炔电石法：CHCH+HCl CH2=CHCl （2）联合法：CH2=CH2+Cl2CH2Cl-CH2Cl CH2=CHCl+HClCHCH+HCl CH2=CHCl （3）氧氯化法：2CH2=CH2+Cl2
2、+1/2O2 2CH2=CHCl+H2O 氧氯化法是随着石油工业的发展于20世纪60年代问世的，由于原料丰富，节省电能，成本较低，是当前生产氯乙烯的主要方法,二、合成方法,2.氯乙烯单体的聚合nCH2=CHCl （CH2-CHCl）n聚合过程中聚合度由聚合温度来控制，聚合速率由引发剂用量来调节。工业上采用的聚合方法有四种：悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合和溶液聚合。,三、聚氯乙烯性能,PVC塑料的综合性能,1.力学性能： 由于PVC是极性聚合物，分子间作用力较大，固体表现良好的力学性能。 力学性能的数值不仅取决于相对分子量的大小，而且与所添加助剂的种类和数量也有关。,2.热性能： Tg是PVC的理
3、论使用温度的上限，超 过此温度PVC开始软化。PVC的Tg 在8085。 PVC热稳定差，无论受热或日光都能 引起变色，逐渐变为黄色、橙色、 棕色直到黑色，伴随着力学性能和 化学性能的降低。,3.化学性能：PVC具有良好的化学稳定性。耐大多数油类、醇类和脂肪族的侵蚀，但不耐芳烃、氯代烃、酯类等有机溶剂，环己酮、四氢呋喃、二氯乙烷等是PVC良好溶剂。 硬质PVC（UPVC）的化学稳定性,PVC是体积电阻率和介电强度较高、介电损耗较小的电绝缘材料之一。PVC塑料的电性能还取决有配方设计，不同配方制得的PVC绝缘材料适用于不同应用场合。,4.电性能：,5.卫生性：工业生产的PVC 树脂本身是无毒的，
4、他的卫生性主要有两个方面： （1）树脂中残留的氯乙烯单体，经试验证明是对人体有害的； （2）在加工过程中使用的许多工业助剂，尤其是热稳定剂具有不同程度的毒性。近年来，随着PVC合成技术的提高，PVC树脂中氯乙烯单体的含量成功降低到5x10-6以下，可生产出食品级PVC树脂。除毒性外，PVC的卫生性还应考虑助剂的析出和在溶剂中的析出问题。,四、成型加工 1.聚氯乙烯加工特性： （1）成型加工中的热稳定性：PVC的黏流温度在136以上，在140即产生大量分解，给PVC成型加工带来很大困难。因此，成型加工中必须加入热稳定剂来提高分解温度，对于软制品还可以加入增塑剂来降低黏流温度。加入热稳定剂后分解温
5、度可达到200。,（2）熔体的流变特性： PVC熔体的流变性属于非 牛顿流体，黏度的变化不 但与温度有关，而且与剪 切速率有关。,（3）熔体塑化特性：在成型加工中，PVC的熔化速度慢，熔体强度低，易引起熔体流动缺陷，需加入加工改性剂来克服这些缺点，加快树脂的塑化过程中的凝胶化速度，提高熔体的流动性，达到改善制品质量的目的。ACR是一类丙烯酸酯类共聚物，是PVC最常用的加工改性剂。,（4）加工设备适应性 PVC是热敏性树脂，成型加工中极易热分解。因此，除了加入稳定剂外，成型加工设备应具有避免物料长期受热、便于熔体流动的特性。 a.选用深螺槽螺杆； b.采用快速塑化和高速注射工艺； c.制品设计避
6、免尖角，规避应力集中； d.设备、模具与PVC接触的部分应注意防腐处理。（5）其他 PVC是无定形聚合物，当熔融物冷却时，收缩率不大，一般UPVC为0.1%0.6%，SPVC为1.0%2.5%；PVC的极性使其具有易着色和易印刷的优点。,2.成型加工与制品： （1）挤出成型与制品：PVC挤出成型制品有两大类：一类是软质制品，一般用相对分子质量较高的PVC树脂（SG-1SG-4），用单螺杆挤出机可顺利成型，制品主要有薄膜、软管、电线电缆等；另一类是硬质制品，一般选用相对分子质量较低的PVC树脂（SG-4SG-7），用单螺杆和双螺杆挤出机均能成型。 硬质制品有硬管、硬板、异型材。 （2）注射成型与
7、制品：注射成型对物料流动性要求较高，增加加工难度。为降低成型加工温度，一般UPVC选用相对分子质量较低的PVC树脂。注塑制品主要有两类：a.管件b.鞋类。,（3）压延成型与制品：SPVC压延薄膜是压延成型的主要产品。选用PVC树脂和无毒助剂生产的压延薄膜用于制造输血袋、输液袋等医用制品已得到广泛应用。,五、PVC加工助剂 1.增塑剂：,2.润滑剂：能改进聚合物熔体的流动性、减少熔体对设备的黏附现象、提高塑件脱模作用的物质。,3.阻燃剂：能阻止燃烧，降低燃烧速度或提高着火点的物质。 4.发泡剂：是一类能使处于一定黏度范围内的液态或塑性状态的塑料、橡胶形成微孔结构的物质。,六、医用PVC 聚氯乙烯
8、（PVC）类材料制造的方便性、以及这类材料与静脉（intravenous，IV）注射液和血液之间良好的相容性，使其在医疗领域有广泛的应用。PVC在各种各样的医疗产品中有着悠久的使用历史。PVC在医疗产品中的应用包括输液袋、输血袋、输注设备等等。这些医疗设备经过了世界范围内包括FDA在内的无数政府机构和独立健康机构的严格的监管审查。在过去40多年的使用过程当中，这些材料的安全性已经经过了50亿到70亿急性接触住院天数以及10亿到20亿慢性接触住院天数的证明，并没有发现PVC类材料具有任何反作用。,PVC需要加入一系列助剂才具有优异的性能。主要就是增塑剂。在PVC中加入增塑剂是为了改进PVC的柔软性、耐寒性、增进光稳定性。不同用途的PVC制品，增塑剂的添加量不同。研究表明，含有邻苯二甲酸酯类的PVC遇上油脂或在100以上高温环境下，很容易释放。医疗器械国家标准中涉及到DEHP的标准。GB14232.1-2004人体血液及血液成分袋式塑料容器第1部分传统型血袋适用于以使用DEHP增塑剂的PVC为主的血袋，规定血袋公称容量在300ml500ml时醇出物（DEHP）不大于10mg/100ml，在150ml300ml时不大于13mg/100ml，小于150ml时不大于14mg/100ml。,
