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聚氯乙烯.ppt

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资源描述

1、聚氯乙烯聚氯乙烯前言前言聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚氯乙烯PVCPVCPVCPVC是由氯乙烯是由氯乙烯是由氯乙烯是由氯乙烯VCVCVCVC单体均聚单体均聚单体均聚单体均聚或其他多种单体共聚而制得的合成树脂,聚氯或其他多种单体共聚而制得的合成树脂,聚氯或其他多种单体共聚而制得的合成树脂,聚氯或其他多种单体共聚而制得的合成树脂,聚氯乙烯再配以增塑剂、稳定剂、润滑剂、高分子乙烯再配以增塑剂、稳定剂、润滑剂、高分子乙烯再配以增塑剂、稳定剂、润滑剂、高分子乙烯再配以增塑剂、稳定剂、润滑剂、高分子改性剂、填料、偶联剂和加工助剂,经过混炼、改性剂、填料、偶联剂和加工助剂,经过混炼、改性剂、填料、偶联剂和加工助

2、剂,经过混炼、改性剂、填料、偶联剂和加工助剂,经过混炼、塑化、成型加工成各种材料。根据所选用树脂塑化、成型加工成各种材料。根据所选用树脂塑化、成型加工成各种材料。根据所选用树脂塑化、成型加工成各种材料。根据所选用树脂和加工助剂种类和数量的不同,可以制造出硬和加工助剂种类和数量的不同,可以制造出硬和加工助剂种类和数量的不同,可以制造出硬和加工助剂种类和数量的不同,可以制造出硬质、半硬质、软质、透明或不透明质、半硬质、软质、透明或不透明质、半硬质、软质、透明或不透明质、半硬质、软质、透明或不透明PVCPVCPVCPVC树脂、树脂、树脂、树脂、PVCPVCPVCPVC共聚物或合金、泡沫塑料、工程塑料

3、、热共聚物或合金、泡沫塑料、工程塑料、热共聚物或合金、泡沫塑料、工程塑料、热共聚物或合金、泡沫塑料、工程塑料、热塑性弹性体、合成纤维、涂料、胶黏剂、密封塑性弹性体、合成纤维、涂料、胶黏剂、密封塑性弹性体、合成纤维、涂料、胶黏剂、密封塑性弹性体、合成纤维、涂料、胶黏剂、密封材料以及特种功能材料等一系列性能不同的制材料以及特种功能材料等一系列性能不同的制材料以及特种功能材料等一系列性能不同的制材料以及特种功能材料等一系列性能不同的制品品品品一、聚氯乙烯一、聚氯乙烯PVCPVC聚氯乙烯聚氯乙烯PVCPVC按分子量大小可将按分子量大小可将PVCPVC分成通用型和高聚分成通用型和高聚合度型两类,通用型聚

4、合度在合度型两类,通用型聚合度在65065017501750;高聚合度型的;高聚合度型的聚合度在聚合度在2500250045004500;PVCPVC树脂主要合成方法以悬浮法为主,其中产量占树脂主要合成方法以悬浮法为主,其中产量占PVCPVC产量产量的的80808585,其次是乳液法、本体法微悬浮法和溶液法,其次是乳液法、本体法微悬浮法和溶液法,按按PVCPVC形状不同可分为粉状和糊状两种,粉状可用于压延、形状不同可分为粉状和糊状两种,粉状可用于压延、注塑和挤出制品,乳液糊状用于生产人造革、壁纸、儿童注塑和挤出制品,乳液糊状用于生产人造革、壁纸、儿童玩具及乳胶手套等;按结构不同可分为紧密型和疏

5、松型两玩具及乳胶手套等;按结构不同可分为紧密型和疏松型两种,疏松型呈棉花团状,可吸收大量增塑剂,常用于软制种,疏松型呈棉花团状,可吸收大量增塑剂,常用于软制品,紧密型呈乒乓球状,吸收增塑剂能力低,主要用于硬品,紧密型呈乒乓球状,吸收增塑剂能力低,主要用于硬制品。制品。氯乙烯单体制备;氯乙烯单体制备;工业上制备氯乙烯的方法主要有乙炔法、联合法、工业上制备氯乙烯的方法主要有乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。乙炔法乙炔法乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法乙炔可由电石(碳化钙)与水作用制的。的方法

6、乙炔可由电石(碳化钙)与水作用制的。此法能耗大,此法能耗大,联合法联合法 由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷,由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷,然后在加压条件下将其加热裂解,脱去氯化氢后然后在加压条件下将其加热裂解,脱去氯化氢后得到氯乙烯,副产品氯化氢再与乙炔反应,又制得到氯乙烯,副产品氯化氢再与乙炔反应,又制得氯乙烯。得氯乙烯。氯乙烯单体制备:氯乙烯单体制备:聚乙烯氧氯化法聚乙烯氧氯化法使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水,使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水,二氯乙烷再经裂解,生成氯乙烯。副产品氯化氢再二氯乙烷再经裂解,生成氯乙烯。副产品氯化氢再回收到氧氯化工段,

7、继续反应。回收到氧氯化工段,继续反应。乙烯平衡氧氯化法乙烯平衡氧氯化法是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。乙烯与氯反应是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。乙烯与氯反应生成二氯乙烷,二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。生成二氯乙烷,二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷,二氯乙氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷,二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢回收后,继烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢回收后,继续参与氧氯化反应续参与氧氯化反应。聚氯乙烯聚合工艺及其种类:聚氯乙烯聚合工艺及其种类:在工业化生产氯乙烯均聚物时,根据树脂应用领域,一般采用五种方法在工业化生产氯乙烯均聚物时

8、,根据树脂应用领域,一般采用五种方法生产,生产,通用型:通用型:聚合度在聚合度在6501750本体聚合法MPVCMPVC悬浮聚合法SPVCSPVC乳液聚合法EPVCEPVC微悬浮聚合法MSPVCMSPVC溶液聚合法高分子量聚氯乙烯HPVCHPVC立体规整的结晶性聚氯乙烯交联聚氯乙烯 CLPVC CLPVC氯化聚氯乙烯CPVCCPVC聚氯乙烯共聚物聚氯乙烯共聚物氯乙烯氯乙烯-醋酸乙烯共聚物醋酸乙烯共聚物VC/VAC氯乙烯氯乙烯-偏氯乙烯共聚物偏氯乙烯共聚物VC/VDC氯乙烯氯乙烯-马来酸酯共聚物马来酸酯共聚物VC/MC氯乙烯氯乙烯-丙烯共聚物丙烯共聚物VC/P一一.本体聚合法本体聚合法MPVCM

9、PVC 一般采用一般采用“两段本体聚合法两段本体聚合法”,第一段称为预聚合,采用,第一段称为预聚合,采用高效引发剂,在高效引发剂,在62756275C C温度下,强烈搅拌,使氯乙烯聚温度下,强烈搅拌,使氯乙烯聚合的转化率为合的转化率为8%8%时,输送到另一台聚合釜中,再加入含有时,输送到另一台聚合釜中,再加入含有低效引发剂的等量新单体,在约低效引发剂的等量新单体,在约6060C C温度下,慢速搅拌,温度下,慢速搅拌,继续聚合至转化率达继续聚合至转化率达80%80%时,停止反应。时,停止反应。本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质,只有引发剂。因此,本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质,只有引发剂。因此,

10、此法生产的氯乙烯树脂纯度较高,质量较优,其构型规整,此法生产的氯乙烯树脂纯度较高,质量较优,其构型规整,孔隙率高而均匀,粒度均一。但聚合时操作控制难度大,孔隙率高而均匀,粒度均一。但聚合时操作控制难度大,聚氯乙烯树脂的分子量分布一般较宽。聚氯乙烯树脂的分子量分布一般较宽。MPVCMPVC特性及用途特性及用途 特性;特性;含杂质极少纯度高。热稳定性和电绝缘性含杂质极少纯度高。热稳定性和电绝缘性优于悬浮法,工艺过程简单,热量不易导优于悬浮法,工艺过程简单,热量不易导出,难以控制聚合度,成本高。出,难以控制聚合度,成本高。用途:用途:特别适合做透明产品和电器绝缘材料、排特别适合做透明产品和电器绝缘材

11、料、排水管、地板、单丝人造革、薄膜、注塑产水管、地板、单丝人造革、薄膜、注塑产品等。品等。二二.悬浮聚合法悬浮聚合法SPVCSPVC液态氯乙烯单体以水为分散介质,并加入适当的分散剂和液态氯乙烯单体以水为分散介质,并加入适当的分散剂和不溶于水而溶于单体的引发剂,在一定温度下,借助搅拌不溶于水而溶于单体的引发剂,在一定温度下,借助搅拌作用,使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。聚合完成后,作用,使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。聚合完成后,经碱洗、汽提、离心、干燥得到白色粉末状聚氯乙烯树脂。经碱洗、汽提、离心、干燥得到白色粉末状聚氯乙烯树脂。选取不同的悬浮分散剂,可得到颗粒结构和形态不同的两选取不同的

12、悬浮分散剂,可得到颗粒结构和形态不同的两类树脂。国产牌号分为类树脂。国产牌号分为SG-SG-疏松性(疏松性(“棉花球棉花球”型)树脂型)树脂和和XJ-XJ-紧密型(紧密型(“乒乓球乒乓球”型)树脂。疏松性树脂吸油性型)树脂。疏松性树脂吸油性好,干流动性佳,易塑化,成型时间短,加工操作方便,好,干流动性佳,易塑化,成型时间短,加工操作方便,适用于粉料直接成型,因而一般选用悬浮法聚合的疏松性适用于粉料直接成型,因而一般选用悬浮法聚合的疏松性树脂作为聚氯乙烯制品成型的基础原料。目前各树脂厂所树脂作为聚氯乙烯制品成型的基础原料。目前各树脂厂所生产的悬浮法聚氯乙烯树脂,基本上都是疏松型的。生产的悬浮法聚

13、氯乙烯树脂,基本上都是疏松型的。SPVCSPVC特性、产品型号及用途特性、产品型号及用途 特性;特性;不含金属离子,有良好的电绝缘性及热稳定性,不含金属离子,有良好的电绝缘性及热稳定性,工艺成熟,后处理简单,产品质量好。工艺成熟,后处理简单,产品质量好。产品型号:产品型号:悬浮法通用型聚氯乙烯树脂产品为悬浮法通用型聚氯乙烯树脂产品为SG 1 2 3 4 5 SG 1 2 3 4 5 6 7 8 6 7 8 型型成型工艺:成型工艺:通常用于挤出、注射、压延、层压、吹塑、发泡、通常用于挤出、注射、压延、层压、吹塑、发泡、喷涂、真空成型、表面装饰等。喷涂、真空成型、表面装饰等。SPVCSPVC型号及

14、其性能指标型号及其性能指标型号型号粘数粘数(ml/g)绝对粘度绝对粘度mK K值值平均聚合度平均聚合度SG-1SG-11561561442.12.12.2777775178517851536SG-2SG-21431431362.02.02.1747473153515351371SG-3SG-31351351271.91.92.0727271137013701251SG-4SG-41261261191.81.81.9707069125012501136SG-5SG-51181181071.71.71.868686611351135981SG-6SG-6106106961.61.61.765656

15、3980980845SG-7SG-79595871.51.51.6626260845845741SG-8SG-88686731.41.41.5595955740740650SPVCSPVC的应用的应用应用领域:应用领域:挤塑产品:薄膜挤塑产品:薄膜农膜、雨衣、包装材料农膜、雨衣、包装材料,管材、,管材、异型材、电线电缆及护套、单丝、渔网、网具、异型材、电线电缆及护套、单丝、渔网、网具、条带等。条带等。压延产品;薄膜、板材质、房屋折叠板、波纹板、压延产品;薄膜、板材质、房屋折叠板、波纹板、唱片、硬、软片、透明片、人造革底层。唱片、硬、软片、透明片、人造革底层。注塑产品:管件、阀门。注塑产品:管件

16、、阀门。中空产品:瓶、容器、玩具。中空产品:瓶、容器、玩具。发泡产品:合成木材、垫片、绝缘隔音防震材料发泡产品:合成木材、垫片、绝缘隔音防震材料。三三.乳液聚合法乳液聚合法EPVCEPVC 氯乙烯单体在乳化剂作用下,分散于水中形成乳氯乙烯单体在乳化剂作用下,分散于水中形成乳液,再用水溶性的引发剂来引发,进行聚合,乳液,再用水溶性的引发剂来引发,进行聚合,乳液可用盐类使聚合物析出,再经洗涤、干燥得到液可用盐类使聚合物析出,再经洗涤、干燥得到聚氯乙烯树脂粉末,也可经喷雾干燥得到糊状树聚氯乙烯树脂粉末,也可经喷雾干燥得到糊状树脂。脂。乳液法聚氯乙烯树脂粒径极细,树脂中乳化剂含乳液法聚氯乙烯树脂粒径极

17、细,树脂中乳化剂含量高,电绝缘性能较差,制造成本高。该树脂常量高,电绝缘性能较差,制造成本高。该树脂常用于聚氯乙烯糊的制备。因此,该法生产出来的用于聚氯乙烯糊的制备。因此,该法生产出来的树脂俗称糊树脂。树脂俗称糊树脂。EPVCEPVC特性及产品型号特性及产品型号 特性:特性:该产品特性是粒径为该产品特性是粒径为0.1-10.1-1m m的白色粉状的白色粉状,较疏松。较疏松。无臭、无毒。常温下对酸、碱和盐类稳定。塑化无臭、无毒。常温下对酸、碱和盐类稳定。塑化性能较好,可与增塑剂及其他助剂配混成糊料,性能较好,可与增塑剂及其他助剂配混成糊料,在室温下放置在室温下放置24h24h增浠黏度不超过增浠黏

18、度不超过20%20%,无沉析现,无沉析现象,颗粒较细,含杂质较多,电绝缘性及热稳定象,颗粒较细,含杂质较多,电绝缘性及热稳定性不及悬浮法,工艺复杂,后处理工序多性不及悬浮法,工艺复杂,后处理工序多产品型号:产品型号:1 1型:型:黏度黏度2.012.012.4MPa2.4MPa2 2型;型;黏度黏度1.81.82.0MPa2.0MPa3 3型;型;黏度黏度1.61.61.8MPa1.8MPa EPVCEPVC成型工艺及其应用成型工艺及其应用成型工艺:成型工艺:EPVCEPVC可以搪塑可以搪塑搪塑又称为涂凝成型。它是用糊塑料制造搪塑又称为涂凝成型。它是用糊塑料制造空心软质制品空心软质制品(如玩具

19、如玩具)的一种重要方法的一种重要方法 、蘸塑、蘸塑将某将某些制品作为坯芯,浸人些制品作为坯芯,浸人pvcpvc乳液糊,取出塑化、冷却得到乳液糊,取出塑化、冷却得到的包覆制品称为的包覆制品称为PVCPVC蘸塑制品蘸塑制品 、涂布、浸渍、发泡、黏、涂布、浸渍、发泡、黏结、层压等。结、层压等。产品应用:产品应用:搪塑产品:高筒靴、玩具、头枕、气球、洗耳球等。搪塑产品:高筒靴、玩具、头枕、气球、洗耳球等。蘸塑产品;窗纱、工具手柄、手套、鞋靴、棚栏、汽车零件蘸塑产品;窗纱、工具手柄、手套、鞋靴、棚栏、汽车零件喷涂产品:电器仪表外壳、食品罐头涂层、桶槽内衬。喷涂产品:电器仪表外壳、食品罐头涂层、桶槽内衬。

20、发泡产品:运动鞋、汽车坐垫、仿皮革、发泡地板革等。发泡产品:运动鞋、汽车坐垫、仿皮革、发泡地板革等。四四.微悬浮聚合法微悬浮聚合法MSPVCMSPVC微悬浮聚合法;像悬浮法那样使用油溶性引发剂,微悬浮聚合法;像悬浮法那样使用油溶性引发剂,在用乳化剂分散、稳定的细小氯乙烯单体液滴中在用乳化剂分散、稳定的细小氯乙烯单体液滴中引发聚合,生成适当粒径的聚氯乙烯乳液,经破引发聚合,生成适当粒径的聚氯乙烯乳液,经破乳、洗涤、干燥后得到聚氯乙烯树脂粉末。制备乳、洗涤、干燥后得到聚氯乙烯树脂粉末。制备0.12m0.12m粒径范围的氯乙烯单体乳液是微悬浮聚粒径范围的氯乙烯单体乳液是微悬浮聚合法的关键,一般称这一

21、过程为均化过程。合法的关键,一般称这一过程为均化过程。MSPVCMSPVC的制作工艺、特性及其应用的制作工艺、特性及其应用 特性:特性:此法是生产聚氯乙烯糊用树脂的另一种方法,该法生产的此法是生产聚氯乙烯糊用树脂的另一种方法,该法生产的树脂具有良好的加工性能,能满足大多数加工的需要,具树脂具有良好的加工性能,能满足大多数加工的需要,具有乳液法树脂很难达到的某些优良性能。有乳液法树脂很难达到的某些优良性能。原料成本低、能耗低、助剂使用品种少;胶乳粒子是双峰原料成本低、能耗低、助剂使用品种少;胶乳粒子是双峰分布、糊树脂性能好处理。分布、糊树脂性能好处理。用途:用途:可制作各种聚氯乙烯糊料加工制品,

22、还可做涂料、胶粘剂、可制作各种聚氯乙烯糊料加工制品,还可做涂料、胶粘剂、密封材料、泡沫地板、电线电缆绝缘包皮等密封材料、泡沫地板、电线电缆绝缘包皮等五五.溶液聚合法溶液聚合法溶液聚合法溶液聚合法以甲醇、甲苯、苯、丙酮作溶剂,使氯乙以甲醇、甲苯、苯、丙酮作溶剂,使氯乙烯单体在溶剂中聚合,由于溶剂具有链转烯单体在溶剂中聚合,由于溶剂具有链转移剂作用,所以溶液聚合物的分子量和聚移剂作用,所以溶液聚合物的分子量和聚合速率均不高。聚合得到的聚氯乙烯树脂合速率均不高。聚合得到的聚氯乙烯树脂因不溶于溶剂而不断析出因不溶于溶剂而不断析出。溶液聚合法特性及其应用溶液聚合法特性及其应用特性:特性:含杂质极少纯度高

23、,成本高,价格高。聚含杂质极少纯度高,成本高,价格高。聚合物的分子量不高合物的分子量不高应用:应用:此种聚氯乙烯树脂不宜于作一般成型用,此种聚氯乙烯树脂不宜于作一般成型用,仅作为涂料、黏合剂,与乙酸乙烯酯等共仅作为涂料、黏合剂,与乙酸乙烯酯等共聚时使用,是目前各种聚合方法中产量最聚时使用,是目前各种聚合方法中产量最少的一种方法。少的一种方法。二、高聚合度聚氯乙烯二、高聚合度聚氯乙烯(HPVC)(HPVC)HPVCHPVC树脂的合成方法以悬浮聚合为主。树脂的合成方法以悬浮聚合为主。又可分为低温法、添加扩链剂法、加入内增塑单又可分为低温法、添加扩链剂法、加入内增塑单体共聚法等体共聚法等低温合成法低

24、温合成法(HPVC)(HPVC)树脂是指平均聚合度为树脂是指平均聚合度为2 500 2 500 以上的高聚以上的高聚合度聚氯乙烯。合度聚氯乙烯。HPVCHPVC的开发的开发HPVC HPVC 的生产技术最早是由日本开发的的生产技术最早是由日本开发的,1961,1961年日本吴羽化年日本吴羽化学公司首先报道了一个生产学公司首先报道了一个生产HPVCHPVC的配方,的配方,20 20 世纪世纪80 80 年代年代,随着人们对随着人们对HPVC HPVC 的了解和对成型工艺的掌握的了解和对成型工艺的掌握,以及合成方以及合成方法和机械设备的改进,法和机械设备的改进,HPVCHPVC树脂实现了工业化生产

25、,如日树脂实现了工业化生产,如日本电气化学、日产化学、信越化学、住友化学等公司陆续本电气化学、日产化学、信越化学、住友化学等公司陆续推出了超高聚合度或超高分子质量的推出了超高聚合度或超高分子质量的PVC PVC 树脂;平均聚合树脂;平均聚合度度2250 2450 3800 45002250 2450 3800 4500等。等。我国我国HPVC HPVC 的开发起步较晚的开发起步较晚,20,20 世纪世纪80 80 年代后期开始研制年代后期开始研制开发。目前开发。目前,我国已有许多厂家开始生产我国已有许多厂家开始生产HPVC,HPVC,如锦化化如锦化化工工(集团集团)有限责任公司、天津渤海化工有

26、限责任公司、天津渤海化工(集团集团)公司天津公司天津化工厂、齐鲁石化股份有限公司等,开发的品种主要有平化工厂、齐鲁石化股份有限公司等,开发的品种主要有平均聚合度均聚合度2 500 2 500、3 000 3 000、3 500 3 500、4 0004 000等。等。低温合成法低温合成法聚氯乙烯悬浮聚合的主要特点之一是链终止形成聚氯乙烯悬浮聚合的主要特点之一是链终止形成大分子的方式以活性链向单体转移为主。大分子的方式以活性链向单体转移为主。因为氯乙烯单体的链转移常数因为氯乙烯单体的链转移常数(CM)(CM)很大,平均聚很大,平均聚合度基本与其合度基本与其CMCM成反比,而成反比,而CMCM值只

27、取决于温度因值只取决于温度因此,此,PVCPVC分子质量大小仅决定于温度,与其它条件分子质量大小仅决定于温度,与其它条件关系不大;关系不大;聚合温度高,链转移速度快,聚合温度高,链转移速度快,PVCPVC聚合度小;聚合度小;反之,反之,PVCPVC聚合度就大聚合度就大扩链剂合成法扩链剂合成法扩链剂合成法:即在聚氯乙烯悬浮聚合中,除加入常用悬扩链剂合成法:即在聚氯乙烯悬浮聚合中,除加入常用悬浮剂、引发剂等助剂外,再加入少量扩链剂。浮剂、引发剂等助剂外,再加入少量扩链剂。扩链剂是指分子内有扩链剂是指分子内有2 2个或个或2 2个以上反应活性官能团、且与个以上反应活性官能团、且与聚氯乙烯具有反应活性

28、的物质,既可以是单体型,也可以聚氯乙烯具有反应活性的物质,既可以是单体型,也可以是一些低聚物。是一些低聚物。扩链剂的作用机理扩链剂的作用机理:扩链剂将反应中的两个大分子扩链剂将反应中的两个大分子PVCPVC链自链自由基联结起来,形成更大的由基联结起来,形成更大的PVCPVC分子链,即可在较高的聚分子链,即可在较高的聚合温度下得到聚合度高的合温度下得到聚合度高的HPVCHPVC树脂。树脂。扩链剂的种类扩链剂的种类:邻苯二甲酸二烯丙基酯邻苯二甲酸二烯丙基酯(DAP),(DAP),马来酸二烯马来酸二烯丙基酯丙基酯(DAM),(DAM),三烯丙基异氰酸酯三烯丙基异氰酸酯(TAIC)(TAIC)等。等。

29、内增塑单体共聚合法内增塑单体共聚合法为了克服低温法为了克服低温法HPVCHPVC树脂加工困难、需吸收大量树脂加工困难、需吸收大量增塑剂的缺点,可以将氯乙烯单体与一些内增塑增塑剂的缺点,可以将氯乙烯单体与一些内增塑型单体共聚而获得加工性能好的改性型单体共聚而获得加工性能好的改性HPVCHPVC;机理:在机理:在PVCPVC链中插入内增塑型单体柔性链,或者链中插入内增塑型单体柔性链,或者使使PVCPVC分子链间隔增大,有序区域和结晶比例下降,分子链间隔增大,有序区域和结晶比例下降,PVCPVC规整性下降,易于塑化加工,发生了内增塑作规整性下降,易于塑化加工,发生了内增塑作用;用;内增塑单体:内增塑

30、单体:醋酸乙烯酯单体,丙烯酸酯类,以醋酸乙烯酯单体,丙烯酸酯类,以及乙烯、丙烯、烷基乙烯基醚等。及乙烯、丙烯、烷基乙烯基醚等。HPVCHPVC的加工技术的加工技术HPVCHPVC的加工性能较差,主要表现在的加工性能较差,主要表现在:(1)(1)熔融熔融(或塑化或塑化)温度高,一般比普通温度高,一般比普通PVCPVC高出高出510510,对于聚合度大于,对于聚合度大于30003000的超高聚合度或含的超高聚合度或含凝胶的凝胶的HPVCHPVC则要高则要高1020;1020;(2)(2)熔体粘度大而流动性差熔体粘度大而流动性差;(3)HPVC(3)HPVC塑炼和塑化时间较长。塑炼和塑化时间较长。(

31、4)HPVC(4)HPVC对增塑剂的吸收量大,增塑剂的添加量对增塑剂的吸收量大,增塑剂的添加量和鱼眼情况与加工性能也有一定的联系。和鱼眼情况与加工性能也有一定的联系。影响影响HPVCHPVC加工性能的因素主要有以下几方面:加工性能的因素主要有以下几方面:1.1.分子质量和分子结构的影响分子质量和分子结构的影响HPVCHPVC树脂的分子质量高于普通树脂的分子质量高于普通PVCPVC树脂树脂,大分子间大分子间的作用力以范德华力为主,分子质量大,分子间的作用力以范德华力为主,分子质量大,分子间的作用力大,故加工熔融温度就越高,的作用力大,故加工熔融温度就越高,TgTg就越高;就越高;当当PVCPVC

32、大分子中嵌入柔性大的聚合物时大分子中嵌入柔性大的聚合物时,由于融化由于融化后的自由程度增加,融化熵后的自由程度增加,融化熵SS增加,因而融化温增加,因而融化温度降低度降低2.2.分子质量分布及颗粒特征的影响分子质量分布及颗粒特征的影响平均分子质量相同,分子质量分布越宽,由于低平均分子质量相同,分子质量分布越宽,由于低分子质量部分起了内增塑作用,聚合物熔体粘度分子质量部分起了内增塑作用,聚合物熔体粘度低。低。在特定的聚合条件下,悬浮聚合液滴内发生不同在特定的聚合条件下,悬浮聚合液滴内发生不同程度的絮凝作用,得到透明、半透明或不透明颗程度的絮凝作用,得到透明、半透明或不透明颗粒;粒;不规则半透明颗

33、粒空隙率高,表面积大,细孔在不规则半透明颗粒空隙率高,表面积大,细孔在颗粒内部分布均匀,对增塑剂吸收率高,吸收速颗粒内部分布均匀,对增塑剂吸收率高,吸收速度快,具有良好的加工性能度快,具有良好的加工性能3.3.增塑剂对加工性能的影响增塑剂对加工性能的影响HPVCHPVC主要被当作弹性体材料使用,因此在配方中需要加入主要被当作弹性体材料使用,因此在配方中需要加入较多的增塑剂。较多的增塑剂。增塑剂进入增塑剂进入HPVCHPVC大分子之间形成溶解相的过程:大分子之间形成溶解相的过程:(1 1)HPVCHPVC吸收增塑剂开始润胀;吸收增塑剂开始润胀;(2 2)增塑剂进入大分子链之间,阻隔大分子链之间的

34、相)增塑剂进入大分子链之间,阻隔大分子链之间的相互作用,使链段具有更大的活力;互作用,使链段具有更大的活力;(3 3)玻璃化温度降低到室温以下时,二次粒子逐渐破坏)玻璃化温度降低到室温以下时,二次粒子逐渐破坏在溶解平衡状态下形成凝胶;在溶解平衡状态下形成凝胶;(4 4)除一定量未被溶解的微晶相,)除一定量未被溶解的微晶相,HPVCHPVC基本呈均相。基本呈均相。另外,加工温度、剪切速度、润滑剂、加工助剂等对加工另外,加工温度、剪切速度、润滑剂、加工助剂等对加工性能也有很大的影响性能也有很大的影响HPVCHPVC的性能的性能1.1.弹性弹性对于对于HPVCHPVC类热塑性弹性体,结晶性和大分子缠

35、结类热塑性弹性体,结晶性和大分子缠结是形成网络结构的关键。是形成网络结构的关键。当平均分子质量大于某一临界值后,高分子链能当平均分子质量大于某一临界值后,高分子链能相互缠结而形成类似交联橡胶的网络结构,材料相互缠结而形成类似交联橡胶的网络结构,材料显示一定的粘弹性。显示一定的粘弹性。高分子材料的弹性是分子微观运动的显示:高分子材料的弹性是分子微观运动的显示:低温法制得的低温法制得的HPVCHPVC具有较高的结晶性,其增塑材具有较高的结晶性,其增塑材料形成物理交联网络的能力很强,在常温下,大料形成物理交联网络的能力很强,在常温下,大分子链滑移困难,能防止一定的塑性变形,显示分子链滑移困难,能防止

36、一定的塑性变形,显示出类似橡胶的弹性,因此其弹性优于一般的软质出类似橡胶的弹性,因此其弹性优于一般的软质PVCPVC制品制品2 2、热稳定性、热稳定性PVCPVC大分子链在加工成型温度条件下大分子链在加工成型温度条件下,会因脱会因脱HClHCl作用、自作用、自动氧化、受到机械剪切而发生降解作用。动氧化、受到机械剪切而发生降解作用。PVCPVC树脂并不是有规律的头尾重复排列的某种单一结构树脂并不是有规律的头尾重复排列的某种单一结构,而而是具许多不同结构的复杂混合物是具许多不同结构的复杂混合物,既有直链、又有支链既有直链、又有支链,还还具有较宽的分子质量分布。具有较宽的分子质量分布。在在PVCPV

37、C结构中的烯丙基氯最不稳定结构中的烯丙基氯最不稳定,依次是叔氯、末端烯丙依次是叔氯、末端烯丙基氯、仲氯。基氯、仲氯。降解最初是由于脱掉一个降解最初是由于脱掉一个HClHCl而引起的而引起的,脱脱HClHCl时在分子上时在分子上含有或相邻于叔氯或烯丙基氯的基团都能起到一个活化基含有或相邻于叔氯或烯丙基氯的基团都能起到一个活化基团的作用。团的作用。HPVCHPVC的热稳定性优于的热稳定性优于PVC,PVC,这可能是因为这可能是因为HPVCHPVC的分子质量增的分子质量增大大,端基含量相对减少端基含量相对减少,因而脱因而脱HClHCl的速度减慢的速度减慢,热稳定性提热稳定性提高高。3 3、物理机械性

38、能、物理机械性能HPVCHPVC拉伸强度、撕裂强度、硬度提高。拉伸强度、撕裂强度、硬度提高。高聚物断裂时,首先是未取向部分的氢键或范德华力的破高聚物断裂时,首先是未取向部分的氢键或范德华力的破坏,直到应力集中到少量取向的主链时,才最终使材料断坏,直到应力集中到少量取向的主链时,才最终使材料断裂;分子质量增加,分子间的范德华力和分子内的氢键合裂;分子质量增加,分子间的范德华力和分子内的氢键合力增加;力增加;同时,由于同时,由于PVCPVC具有一定结晶能力,随着聚合度增加,结具有一定结晶能力,随着聚合度增加,结晶度提高,物理缠结点增多,拉伸、撕裂性能提高。晶度提高,物理缠结点增多,拉伸、撕裂性能提

39、高。HPVCHPVC另一个重要的特点是压缩永久变形小,冲击回弹性好。另一个重要的特点是压缩永久变形小,冲击回弹性好。由于分子质量增加,大分子间缠结点增加产生类似交联的由于分子质量增加,大分子间缠结点增加产生类似交联的结构,使大分子运动困难,不易产生不可逆滑移,结晶度结构,使大分子运动困难,不易产生不可逆滑移,结晶度提高也会引起物理交联点的增加。提高也会引起物理交联点的增加。高聚合度高聚合度PVCPVC与聚合物共混与聚合物共混1.1.与不同聚合度的与不同聚合度的PVCPVC共混共混HPVCHPVC与普通与普通PVCPVC之间进行共混,生产各种之间进行共混,生产各种PVCPVC薄膜,薄膜,并能在耐

40、寒、耐热老化性等方面有所改善并能在耐寒、耐热老化性等方面有所改善,增加适增加适量的填充剂;量的填充剂;一般增大一般增大1010份也不会改变产品的各种物理机械性份也不会改变产品的各种物理机械性能指标,且可以不用或少用耐寒增塑剂,降低了能指标,且可以不用或少用耐寒增塑剂,降低了原材料的成本。原材料的成本。另外,另外,HPVCHPVC可以代替或部分代替普通可以代替或部分代替普通PVCPVC薄膜的丁薄膜的丁腈橡胶改性剂,且克服了丁腈橡胶用量略高时薄腈橡胶改性剂,且克服了丁腈橡胶用量略高时薄膜产生卷曲的现象。膜产生卷曲的现象。2.2.与其它与其它PVCPVC增韧改性剂共混增韧改性剂共混HPVCHPVC制

41、品硬度大,强度和伸长率等不能满足一些制品的性制品硬度大,强度和伸长率等不能满足一些制品的性能,可以加入一些增韧改性剂以改善其硬度、加工流动性能,可以加入一些增韧改性剂以改善其硬度、加工流动性及其它性能。及其它性能。例如,加入部分交联的粉末例如,加入部分交联的粉末NBRNBR(1 1)NBRNBR微粒减小分子间的滑移;微粒减小分子间的滑移;(2 2)NBRNBR大分子的一些橡胶微粒在软质大分子的一些橡胶微粒在软质HPVCHPVC的物理缠结结的物理缠结结构中形成构中形成(缠结缠结-交联交联)互锁网络,微晶区扩大,导致体系互锁网络,微晶区扩大,导致体系在外力的作用下,产生抗外应力的松弛速度减慢,在外

42、力的作用下,产生抗外应力的松弛速度减慢,HPVCHPVC分分子链间的滑移也得到了固定子链间的滑移也得到了固定;(3 3)NBRNBR分子使分子使PVCPVC体系的无规卷曲分子链相对增加,相体系的无规卷曲分子链相对增加,相当于在当于在PVCPVC大分子链间加上了一个类似大分子链间加上了一个类似“橡胶垫橡胶垫”的缓冲的缓冲带作用,使其在外力作用下,蠕变增大,回弹提高带作用,使其在外力作用下,蠕变增大,回弹提高高聚合度聚氯乙烯高聚合度聚氯乙烯HPVCHPVC的加工应用的加工应用1 1、HPVCHPVC在电线电缆行业中的应用在电线电缆行业中的应用虽然普通虽然普通PVC PVC 电缆料性能可满足电缆料性

43、能可满足105 105 以下一般以下一般电线电缆的要求电线电缆的要求,但其耐寒性、耐油性、低温柔软但其耐寒性、耐油性、低温柔软性、耐磨性、耐热性均较差性、耐磨性、耐热性均较差,且老化后表面光洁度且老化后表面光洁度明显变差明显变差,不能满足高性能电线电缆的要求不能满足高性能电线电缆的要求,采用采用HPVC HPVC 生产的生产的105 105 电缆料性能完全符合电缆料性能完全符合GB/TGB/T8815-888815-88电线电缆用软聚氯乙烯塑料电线电缆用软聚氯乙烯塑料标准要标准要求求,而且老化前后的强度及伸长率变化小而且老化前后的强度及伸长率变化小,产品性产品性能好能好。2 2、HPVCHPV

44、C在密封材料中的应用在密封材料中的应用HPVC HPVC 具有良好的回弹性具有良好的回弹性,小的压缩永久变形小的压缩永久变形,具有具有一定的耐磨性和耐屈挠性一定的耐磨性和耐屈挠性,耐寒性优异。经过改性耐寒性优异。经过改性的的HPVC HPVC 热塑性弹性体性能与热塑性弹性体性能与EPDM EPDM 接近接近,用其制得用其制得的橡胶密封条可满的橡胶密封条可满足标准要求足标准要求,产品易着色、耐老化产品易着色、耐老化,生产工艺简单生产工艺简单且成本较低,废料可重复加工利用。且成本较低,废料可重复加工利用。3 3、HPVCHPVC在制鞋行业的应用在制鞋行业的应用我国制鞋业大多采用传统原料我国制鞋业大

45、多采用传统原料硫化橡胶、硫化橡胶、PVC PVC 鞋料鞋料,其性能已不能满足要求其性能已不能满足要求,也有用也有用SBSSBS、PUPU和改性和改性PVC,PVC,但价格较高。但价格较高。HPVC HPVC 耐寒性好、有弹性、弯曲疲劳强度大、摩擦耐寒性好、有弹性、弯曲疲劳强度大、摩擦系数较大系数较大,HPVC,HPVC 在制鞋业中主要用于制造注塑鞋、在制鞋业中主要用于制造注塑鞋、运动鞋和皮鞋底运动鞋和皮鞋底,用它作原料制成的鞋料性能好用它作原料制成的鞋料性能好,有弹性。有弹性。4 4、其他方面的应用、其他方面的应用HPVC HPVC 可用于制造耐油管或与丁腈橡胶共混生产低可用于制造耐油管或与丁

46、腈橡胶共混生产低压缩永久变形的油封材料压缩永久变形的油封材料;可制成人造革制品可制成人造革制品;与与普通普通PVC PVC 共混制成薄膜以及生产各种软管共混制成薄膜以及生产各种软管,用于输用于输送热水、油类介质和船用软管等。送热水、油类介质和船用软管等。三、立体规整的结晶性聚氯乙烯三、立体规整的结晶性聚氯乙烯立体规整的结晶性聚氯乙烯的制作工艺、立体规整的结晶性聚氯乙烯的制作工艺、特性及用途特性及用途立体规整的结晶性聚氯乙烯又名聚氯乙烯,立体规整的聚立体规整的结晶性聚氯乙烯又名聚氯乙烯,立体规整的聚氯乙烯,低温法聚氯乙烯,英文名氯乙烯,低温法聚氯乙烯,英文名stereoregular stere

47、oregular crystalline polyvinyl chloridecrystalline polyvinyl chloride 分子式分子式 CHCH2 2CHClCHCHClCH2 2CHClCHCHClCH2 2CHCLCHCLn n要求用低温聚合法,在要求用低温聚合法,在-80-8000(最好是(最好是-20-15-20-15)下)下加氯乙烯、引发剂、乳化剂、防冻剂和水等进行反应而得。加氯乙烯、引发剂、乳化剂、防冻剂和水等进行反应而得。该产品特性耐热性和耐溶剂性好。可经受该产品特性耐热性和耐溶剂性好。可经受130 130 高温,高温,于于150 150 温度中只收缩温度中只收

48、缩10%10%左右,因而可熨烫,但特别不左右,因而可熨烫,但特别不好加工。好加工。用途:可用于挤出和注塑,特别适合做耐高温水管、耐蒸用途:可用于挤出和注塑,特别适合做耐高温水管、耐蒸煮消毒的医疗器材等。煮消毒的医疗器材等。四、交联聚氯乙烯四、交联聚氯乙烯 CLPVCCLPVC交联聚氯乙烯又名聚氯乙烯,热固性聚氯乙烯,交联聚氯乙烯又名聚氯乙烯,热固性聚氯乙烯,英文名英文名 crosslinked polyvinyl chloride,CLPVCcrosslinked polyvinyl chloride,CLPVC制作工艺分辐射交联法和化学交联法。加入聚氯制作工艺分辐射交联法和化学交联法。加入聚

49、氯乙烯、多功能单体、引发剂、其它助剂加工成产乙烯、多功能单体、引发剂、其它助剂加工成产品经过辐照得辐射交联品经过辐照得辐射交联PVCPVC(此法不能加引发剂);(此法不能加引发剂);经过化学交联反应得化学交联经过化学交联反应得化学交联PVCPVC。CLPVCCLPVC特性及其应用特性及其应用特性:特性:该产品特性是具有交联结构的热固性塑料。且力该产品特性是具有交联结构的热固性塑料。且力学性强、尺寸稳定性好、耐热变形、耐磨、耐油、学性强、尺寸稳定性好、耐热变形、耐磨、耐油、耐化学品性能好,可在耐化学品性能好,可在80-11080-110下连续使用,即下连续使用,即使遇到使遇到320-380320

50、-380的烙铁接触,也不会造成绝缘层的烙铁接触,也不会造成绝缘层立即熔化。立即熔化。用途:用途:主要制作耐高强度、耐高热、耐高磨耗的电线电主要制作耐高强度、耐高热、耐高磨耗的电线电缆使用,如电饭煲、电磁炉、干燥器等。缆使用,如电饭煲、电磁炉、干燥器等。五、氯化聚氯乙烯五、氯化聚氯乙烯CPVCCPVC 氯化聚氯乙烯氯化聚氯乙烯CPVCCPVC,又称过氯乙烯,是由聚氯乙,又称过氯乙烯,是由聚氯乙烯(烯(PVC PVC)树脂氯化改性制得,是一种新型工程)树脂氯化改性制得,是一种新型工程塑料。塑料。该产品为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松该产品为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末。颗粒或粉

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