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2.3聚氯乙烯解析.ppt

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资源描述

1、2.3.1PVC的聚合方法的聚合方法2.3.2PVC的结构(的结构(重点重点)2.3.3PVC的性能(的性能(重点重点)2.3.4PVC的降解(的降解(重点重点)与稳定技术)与稳定技术2.3.5PVC的加工助剂的加工助剂2.3.6PVC的改性的改性2.3聚氯乙烯聚氯乙烯1概述:概述:聚氯乙烯树脂聚氯乙烯树脂是氯乙烯单体(是氯乙烯单体(vinylchloridemonomer,简称简称VCM)在)在过氧化物、偶过氧化物、偶氮化合物氮化合物等引发剂;等引发剂;或在光、热或在光、热作用下按作用下按自由基自由基聚合反应机理聚合反应机理聚合而成的聚合物。聚合而成的聚合物。PVC产量占通用塑料总量的产量占

2、通用塑料总量的24%,主要以软质制品为主,约,主要以软质制品为主,约占占80%,硬制仅占,硬制仅占18-20%,结构很不合理,而国外以硬制品,结构很不合理,而国外以硬制品为主,占为主,占65%左右。左右。PVC塑料是以塑料是以PVC树脂为基料,与稳定剂、增塑剂、树脂为基料,与稳定剂、增塑剂、填料、着色剂及改性剂等多种助剂混合,经塑化、成型填料、着色剂及改性剂等多种助剂混合,经塑化、成型加工而成。加工而成。氯乙烯制备:氯乙烯制备:乙烯的氧氯化法:乙烯的氧氯化法:在氧的作用下,乙烯可被氯化氢氯化,生成氯乙烷:在氧的作用下,乙烯可被氯化氢氯化,生成氯乙烷:二氯乙烷裂解时放出氯化氢,循环使用。二氯乙烷

3、裂解时放出氯化氢,循环使用。2.3.1PVC的聚合方法的聚合方法一一氯乙烯氯乙烯(VCM)VCM在常温下是无色有醚类气味且有麻醉性的气体,微溶于水,在常温下是无色有醚类气味且有麻醉性的气体,微溶于水,易溶于有机溶剂。易溶于有机溶剂。氯乙烯加压可液化,工业上常在氯乙烯加压可液化,工业上常在5个大气压以上的压力将液体氯个大气压以上的压力将液体氯乙烯贮于罐中。乙烯贮于罐中。氯乙烯致肝癌、呼吸系统和脑部肿瘤,西方国家规定氯乙烯致肝癌、呼吸系统和脑部肿瘤,西方国家规定VCM允许允许浓度浓度5-10ppm。氯乙烯的偶极矩为氯乙烯的偶极矩为1.45D,比氯烷的偶极矩(,比氯烷的偶极矩(2.05D)小,而双键

4、电子云密)小,而双键电子云密度大,应比单键更易于极化,其反常的原因是氯原子上有一对未共用度大,应比单键更易于极化,其反常的原因是氯原子上有一对未共用P电电子与双键上的子与双键上的电子组成电子组成P共轭体三原子共享四个电子,对氯原子来说,共轭体三原子共享四个电子,对氯原子来说,相当于相当于P电子向双键方向移动,降低了电负性的作用;电子向双键方向移动,降低了电负性的作用;在在无无引引发发剂剂作作用用时时,氯氯乙乙烯烯化化学学稳稳定定性性较较大大,难难以以聚聚合合,贮贮存存时不必加阻聚剂。时不必加阻聚剂。氯氯乙乙烯烯可可看看作作是是一一个个氯氯原原子子取取代代乙乙烯烯分分子子的的一一个个氢氢原原子子

5、,与与乙乙烯烯相相比比,有下列差异:有下列差异:a、氯原子比氢原子体积大,所以氯原子的空间位阻较大;氯原子比氢原子体积大,所以氯原子的空间位阻较大;b、由由于于氯氯原原子子负负性性较较大大,碳碳氯氯键键偶偶极极矩矩大大,极极性性强强,使使双双键键发发生生极极化化,电子向电子向碳原子偏移:碳原子偏移:使使碳原子带有一定的负电荷,碳原子带有一定的负电荷,碳原子碳原子带有一定的正荷;带有一定的正荷;PVC树脂的聚合方法树脂的聚合方法PVC的聚的聚合方法合方法悬浮法悬浮法(S-PVC),生产),生产80的的PVC乳液法乳液法(E-PVC),生产),生产10的的PVC本体法本体法(M-PVC),生产),

6、生产10的的PVC溶液法溶液法,因为对环境有污染,目前已,因为对环境有污染,目前已不采用不采用。2.3.2PVC的结构的结构链结构链结构1.基本特征基本特征PVC是是VCM单体多数以单体多数以头头-尾尾结构相联的结构相联的线形线形聚合物。聚合物。对于对于PVC来讲,聚合反应的温度是控制分子量和链结构来讲,聚合反应的温度是控制分子量和链结构的决定因素。的决定因素。聚合反应温度聚合反应温度头头-头头结构结构分子量分子量与聚乙烯相比,聚氯乙烯的分子链更僵便,分子间作用与聚乙烯相比,聚氯乙烯的分子链更僵便,分子间作用力更强,内聚能密度更大。力更强,内聚能密度更大。CCl键的存在,使聚氯乙键的存在,使聚

7、氯乙烯成为极性高聚物。烯成为极性高聚物。头头-头(尾头(尾-尾)尾)键接方式也难以键接方式也难以完全避免,往往完全避免,往往成为弱键所在点成为弱键所在点2.异常(缺陷)结构与支链异常(缺陷)结构与支链缺陷与支链结构对缺陷与支链结构对PVC的的热稳定性热稳定性有有决定性决定性的影响。的影响。与与VCM反应反应氯甲基氯甲基不与不与VCM反应,脱去反应,脱去Cl自由基自由基烯丙基氯烯丙基氯Cl自由基非常活泼非常活泼,能与聚合链进一步反应攻击攻击ClCl代亚甲基氢代亚甲基氢与VCM聚合链增长叔碳基叔碳基Cl攻击亚甲基氢攻击亚甲基氢Cl自由基脱除链中不饱和结构链中不饱和结构链中烯丙基氯链中烯丙基氯PVC

8、自由基链“尾咬尾咬”2,4-二氯丁基支链二氯丁基支链叔碳基氯叔碳基氯PVC支链和缺陷数量并不多,一般为440个个/1000个氯乙烯重复单元。聚合反应温度越高越高,支化和缺陷就越多越多。例如在-63-53oC聚合而成的PVC,没有支链没有支链。而在52oC聚合而成的PVC,3035个支链个支链/1000VCM。3.立构规整结构立构规整结构在在PVC分子链上存在分子链上存在短短的的间规间规立构规整结构。立构规整结构。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:在例如:在-60oC聚合而成的聚合而成的PVC,间规立构规,间规立构规整度高达整度高达65。聚集态结构聚集态结构1.1.基

9、本特征基本特征PVC是含有少量结晶结构少量结晶结构的无定形聚合物无定形聚合物。2.无定形结构无定形结构通用PVC的Tg在7080oC;-Cl导致分子导致分子间作用力增强间作用力增强大分子间距小大分子间距小-Cl导致分子导致分子链较僵硬链较僵硬80175oC:高弹态;高弹态;175190oC:开始熔融;开始熔融;190200oC热塑性粘流态;热塑性粘流态;200oC开始急剧分解,在开始急剧分解,在140oC时就开始分解。时就开始分解。影响影响PVCTg的的因素因素:聚合反应温度:聚合反应温度:越高,越高,PVC的的Tg越低。越低。-80oC聚合:聚合:Tg100oC;125oC聚合:聚合:Tg6

10、8oC加入增塑剂:加入增塑剂:通过加增塑剂可使通过加增塑剂可使PVC的的Tg降到室温以下降到室温以下。3.结晶结构结晶结构由由PVC链上的间规短链段形成的微晶,结链上的间规短链段形成的微晶,结晶度在晶度在525之间。通用型之间。通用型PVC在在510%(4060oC聚聚合)。合)。聚合温度是影响聚合温度是影响PVC的结晶度的关键因素的结晶度的关键因素。聚合物温度降低PVC的立构规整性提高提高PVC的支化度减少减少结晶度提高提高PVC颗粒的形态结构颗粒的形态结构PVC颗粒形态也是影响其最终性能的一个重要因素。颗粒形态也是影响其最终性能的一个重要因素。形成PVC颗粒特殊组织形态的主要原因是VCM不

11、溶于不溶于PVC。由约由约50个个PVC大分子链大分子链聚集而成聚集而成亚颗粒或几个亚颗粒聚集形成最终的PVC颗粒。颗粒的形状、粒度、粒度分布及多孔性,对加工性能有相当大影响。颗粒的形状、粒度、粒度分布及多孔性,对加工性能有相当大影响。100um0.02-0.05um 一次粒子1-2um 二次粒子,亚颗粒PVC颗粒形态示意图悬浮聚合的聚氯乙烯颗粒表面存在着一层皮膜,有悬浮聚合的聚氯乙烯颗粒表面存在着一层皮膜,有人认为是由人认为是由分散剂保护胶与氯乙烯通过界面接枝共聚合反分散剂保护胶与氯乙烯通过界面接枝共聚合反应而形成的接枝共聚物应而形成的接枝共聚物。根据不同的聚合工艺条件,聚氯乙烯颗粒的外皮结

12、构:根据不同的聚合工艺条件,聚氯乙烯颗粒的外皮结构:根据悬浮聚合的聚氯乙烯树脂颗粒表面皮膜状况、空隙率根据悬浮聚合的聚氯乙烯树脂颗粒表面皮膜状况、空隙率大小等,可将悬浮树脂分为大小等,可将悬浮树脂分为疏松型疏松型和和紧密型紧密型。其特点是:紧密。其特点是:紧密型树脂颗粒的整个表面有一层皮膜覆盖着,且皮膜比较牢固,型树脂颗粒的整个表面有一层皮膜覆盖着,且皮膜比较牢固,难于破坏,其增塑剂渗入能力差,即渗入速度慢,渗入量少。难于破坏,其增塑剂渗入能力差,即渗入速度慢,渗入量少。疏松型树脂热稳定性较好,制品外观光洁,白度高,特宜作浅疏松型树脂热稳定性较好,制品外观光洁,白度高,特宜作浅色透明制品;因疏

13、松多孔易于脱出低分子物而残留单体少,但色透明制品;因疏松多孔易于脱出低分子物而残留单体少,但生产周期长,售价也高些。生产周期长,售价也高些。不同的聚合方法制得的聚合物,不同的聚合方法制得的聚合物,其一次粒子的结构其一次粒子的结构都极为相似都极为相似,而二,而二次粒子及其颗粒形想有显著的差别次粒子及其颗粒形想有显著的差别。有属于封闭式的,颗粒全部包藏在皮膜内部,皮膜也有厚有薄;有属于封闭式的,颗粒全部包藏在皮膜内部,皮膜也有厚有薄;有属于敞开式的,皮膜有裂缝;有的属于局部无皮。亚颗粒局有属于敞开式的,皮膜有裂缝;有的属于局部无皮。亚颗粒局部露于外面;还有全无皮的颗粒,亚颗粒全部暴露于外界。二部露

14、于外面;还有全无皮的颗粒,亚颗粒全部暴露于外界。二次粒子间存在着一定的空隙。次粒子间存在着一定的空隙。通过调整悬悬浮浮聚合时的配配方方和工工艺艺条条件件,可以获得紧紧密密型型和疏松型疏松型PVC,颗粒尺寸50250m。聚聚合合温温度度对对颗颗粒粒形形态态有有显显著著影影响响:温温度度越越低低,获获得得的的PVC颗颗粒就越疏松。粒就越疏松。紧密型紧密型PVCPVC疏松型疏松型PVCPVCHMWPVCHMWPVC聚合度1700软软PVC和硬和硬PVC的概念的概念软软PVC:增塑剂含量40%以上的PVC。硬硬PVC:不含增塑剂或增塑剂含量10%的PVC。PVC疏松度吸收增塑剂的能力疏松型PVC适合制

15、造软PVC紧密型PVC适合制造硬PVC聚合温度下降,疏聚合温度下降,疏松度提高。松度提高。PVC树脂结构特点总结树脂结构特点总结聚合反应温度聚合反应温度链结构特征链结构特征聚合度聚合度/分子量分子量聚集态聚集态支化度支化度低低高高牌号牌号小小大大间规立构规整度间规立构规整度玻璃化玻璃化转变温度转变温度结晶度结晶度高高低低低低高高高高低低高高低低高高低低通用型结通用型结晶度晶度105PVC颗粒颗粒形态形态疏疏松松型型紧紧密密型型2.3.2PVC的性能的性能基本特征基本特征白色或淡黄色的粉末或粒料;塑化后有透明性。密度为1.351.45g.cm-3;纯PVC的吸水率、透水率和透气率都很低;但增塑后

16、会有较大幅度的提高。难熔,离火即灭,火焰上端呈黄色,下端绿色,冒黑烟,燃烧时变软,发出刺激性酸味,滴下胶质,胶质能拉丝。软化点约软化点约75-80,脆化温度低于,脆化温度低于-50-60,大多数,大多数制品长期使用温度不宜超过制品长期使用温度不宜超过55,特殊配方的可达,特殊配方的可达90。力学性能力学性能硬质硬质PVC软质软质PVC PVC的强度最高超过60MPa。加入增塑剂,提高伸长率、降低拉伸强度。为什么软质为什么软质PVC不不是软而弱的塑料呢是软而弱的塑料呢?PVC抗抗冲冲击击性性差差:缺口敏感;低温脆性大。1纯纯PVCPVC是一种较硬的塑料是一种较硬的塑料 但是但是PVCPVC制品的

17、制品的硬度强烈依赖于增塑剂的用量硬度强烈依赖于增塑剂的用量。随着增塑剂用量的增多:随着增塑剂用量的增多:PVCPVC逐步从逐步从硬质硬质 半硬质半硬质 软质软质变化。变化。聚氯乙烯分子中含有大量的氯原子,分子极性较大,分子间聚氯乙烯分子中含有大量的氯原子,分子极性较大,分子间作用力较强,大分子的敛集程度高,链间距离作用力较强,大分子的敛集程度高,链间距离2.810-10m,远较聚乙烯的(远较聚乙烯的(4.310-10m)为小,所以聚氯乙烯的拉伸强)为小,所以聚氯乙烯的拉伸强度、压缩强度较高,硬度刚度较大,而其冲击强度、断裂伸度、压缩强度较高,硬度刚度较大,而其冲击强度、断裂伸长率较小。长率较小

18、。按增塑剂含量的多少,常将PVC塑烯塑料分为:无增塑PVC,增塑剂含量为0;硬质PVC,增塑剂含量小于10%;半硬质PVC,增塑剂含量为10-30%软质PVC,增塑剂含量为30-70%;聚氯乙烯糊塑料,增塑剂含量为80%以上。反增塑效应反增塑效应在PVC中加入增塑剂可增加分子间的活动能力,提高柔顺性。然而,在硬质PVC中加入少量增塑剂,会出现“反增反增塑效应塑效应”。PVC的热性能的热性能耐热性热变形温度。热稳定性分子量提高分子量提高PVC的的Tg和热变形温度提高;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:当温度超

19、过是一种热敏性的塑料:当温度超过140oC时就会分解。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。的热绝缘性较好。PVC的电性能的电性能PVC的电绝缘性较好,但不如PP和PE;PVC的电性能受电场频率影响大;主要与存在Cl极性基团有关;适合用于中低压和低频绝缘材料。耐化学药品性耐化学药品性nPVC具有较好的耐溶剂性和耐腐蚀性:多数的无机酸、碱、具有较好的耐溶剂性和耐腐蚀性:多数的无机酸、碱、盐和很多非极性有机溶剂。盐和很多非极性有机溶剂。nPVC在一些极性溶剂中会溶胀和溶解。在一些极性溶剂中会溶胀和溶解。n增塑剂的加入会劣化增

20、塑剂的加入会劣化PVC的耐化学药品性。的耐化学药品性。PVC阻燃性阻燃性 PVC分子中氯原子使PVC具有较好的阻燃性,但燃烧时会释放出有毒的物质。nPVC热稳定性差:热稳定性差:加工时必须添加热稳定加工时必须添加热稳定剂、控制成型温度、减少受热时间;剂、控制成型温度、减少受热时间;加工性能加工性能形形温温度度变变TgTfTd硬质硬质PVC材料的温度形变曲线材料的温度形变曲线PVC为无定形高聚物,为无定形高聚物,收缩率小收缩率小。粉料加工前宜预热粉料加工前宜预热以排除水分,增强以排除水分,增强塑化效果,防止气泡。塑化效果,防止气泡。由于由于PVC分子间作用力大,分子间作用力大,Tf很很高,甚至接

21、近分解温度,因此加高,甚至接近分解温度,因此加入增塑剂以降低入增塑剂以降低Tf。另一方面通。另一方面通过加入稳定剂提高它的分解温度过加入稳定剂提高它的分解温度才能进行加工成型。才能进行加工成型。粘流温度粘流温度Tf是大分子开始运动的温度,与分子量大小有是大分子开始运动的温度,与分子量大小有关,分子量越大,关,分子量越大,Tf越高。因此对某些加工成型(如注射成越高。因此对某些加工成型(如注射成型)来说,有必要适当降低树脂的分子量。根据分子量的大型)来说,有必要适当降低树脂的分子量。根据分子量的大小不同,国产悬浮聚氯乙烯树脂分为小不同,国产悬浮聚氯乙烯树脂分为1-7级,序号越大,分子级,序号越大,

22、分子量越小。量越小。XJ-4(XS-4)至)至XJ-7(XS-7)型树脂常用于制造硬)型树脂常用于制造硬管、硬板等管、硬板等,其它型号较低,分子量较大的树脂,因,其它型号较低,分子量较大的树脂,因Tf较高,较高,需加入大量增塑剂使需加入大量增塑剂使Tf降低,故常用于制造软制品。降低,故常用于制造软制品。平均聚平均聚合度在合度在1000以下的聚氯乙烯称作低聚合度聚氯乙烯,具有较以下的聚氯乙烯称作低聚合度聚氯乙烯,具有较好的加工性能,在加工过程中可少加增塑剂,这样不会由于好的加工性能,在加工过程中可少加增塑剂,这样不会由于增塑剂的迁移而使制品加速老化。增塑剂的迁移而使制品加速老化。低聚合度聚氯乙烯

23、制品具低聚合度聚氯乙烯制品具有较好的透明度,广泛地应用于建筑材料、食品及药物包装有较好的透明度,广泛地应用于建筑材料、食品及药物包装材料以及代替有机玻璃制品。材料以及代替有机玻璃制品。nPVC的熔体黏度高:的熔体黏度高:加工流动性差,可加入润滑剂来改加工流动性差,可加入润滑剂来改善。善。nPVC的熔体强度较低:的熔体强度较低:注射和挤出时应避免高速,以防注射和挤出时应避免高速,以防熔体破裂。熔体破裂。PVC熔体属非牛顿型的假性流体,剪切速度越大,表观粘度越小,且熔体属非牛顿型的假性流体,剪切速度越大,表观粘度越小,且变变化相当灵敏化相当灵敏。升高温度,粘度降低不多,即使塑料在分解温度以下,但因

24、长时间升高温度,粘度降低不多,即使塑料在分解温度以下,但因长时间处于较高温度,也会起热及氧化降解现象,而影响其性能。处于较高温度,也会起热及氧化降解现象,而影响其性能。改善聚改善聚PVC熔体的流动性应主要考虑熔体的流动性应主要考虑增大剪切速率增大剪切速率(增大压力)。(增大压力)。实际上,加大外作用力有助于大分子的运动,使实际上,加大外作用力有助于大分子的运动,使Tf有所降低,大分有所降低,大分子能在较低的温度下流动。子能在较低的温度下流动。常用于制造薄膜、人造革、电线电缆的绝缘层,硬质制品,地板、家常用于制造薄膜、人造革、电线电缆的绝缘层,硬质制品,地板、家俱、运动器材等。俱、运动器材等。n

25、PVC可用挤出、吹塑、注塑、压延、可用挤出、吹塑、注塑、压延、涂层涂层工艺成型。工艺成型。2.3.4PVC的降解与稳定技术的降解与稳定技术降解机理降解机理PVC分子链中的“缺陷缺陷”是导致降解的主要内因是导致降解的主要内因。热、光、机械应力热、光、机械应力是导致PVC降解的外因。缺陷的热不稳定性:分子链内烯丙基氯分子链内烯丙基氯 叔碳氯叔碳氯 末端烯丙基氯末端烯丙基氯热降解热降解离子机理离子机理(HCl自催化)自催化)HCl有催化作用新生成的烯丙基氯不稳定热裂解PVCPVC的降解的降解PVCPVC开始发黄,最开始发黄,最终变为棕红色。终变为棕红色。脱HClHCl在在175下自动催化反应下自动催

26、化反应的速度为非催化反应的的速度为非催化反应的1000倍。倍。苛性碱同样能强化聚氯乙烯苛性碱同样能强化聚氯乙烯树脂降解均有催化作用树脂降解均有催化作用.金属粉末可能是与分解析的金属粉末可能是与分解析的氯化氢生成高价氯化物而起氯化氢生成高价氯化物而起催化作用的催化作用的自由基机理(拉链式反应)自由基机理(拉链式反应)nPVC光光降降解解PVC在在日日光光照照射射下下容容易易发发生生降降解解,是自由基机理。是自由基机理。在聚合反应、后处理及树脂加工过程中,在聚合反应、后处理及树脂加工过程中,PVC都可能和氧形都可能和氧形成氧化物,后导致生成成氧化物,后导致生成羰基羰基-烯丙基烯丙基,羰基与双键其轭

27、使双键相邻碳原子上的氯原子极为活泼,很羰基与双键其轭使双键相邻碳原子上的氯原子极为活泼,很容易脱降氯化氢。不少人认为,这很可有是引起聚氯乙烯降容易脱降氯化氢。不少人认为,这很可有是引起聚氯乙烯降角的主要根源角的主要根源。PVC PVC降解的防护降解的防护稳定PVC的方法VCM与其它单与其它单体共聚体共聚在在PVC中加入中加入化学稳定剂化学稳定剂中和HCl取代不稳定Cl与不饱和部位反应加入紫外线屏蔽和吸收剂1.PVC1.PVC降解防护的途径降解防护的途径稳定剂作用阻止或延稳定剂作用阻止或延缓高分子材料降解。缓高分子材料降解。中和中和HClM M为金属、为金属、X X为酸根:为酸根:弱有机酸金属盐

28、、一些无机酸弱有机酸金属盐、一些无机酸的碱式盐的碱式盐。环氧化合物、胺类、金属醇酚盐、金属硫醇盐。环氧化合物、胺类、金属醇酚盐、金属硫醇盐。取代不稳定的取代不稳定的ClCl原子原子镉、锌皂类、羧酸二烷基烯镉、锌皂类、羧酸二烷基烯和硫醇烯硫醇烯等都取代不稳定Cl。金属硫醇盐与金属硫醇盐与HClHCl反应生成反应生成硫醇硫醇和和MClMClx xn与与PVCPVC不饱和部位反应不饱和部位反应这里镉、锌皂的产物这里镉、锌皂的产物会继续与不稳定氯起反应,生产的会继续与不稳定氯起反应,生产的CdCl2、ZnCl2均能使均能使氯乙烯上的氯乙烯上的CCl键活化,对降解氯化起催化作用,故前期对聚氯乙烯有很好的

29、键活化,对降解氯化起催化作用,故前期对聚氯乙烯有很好的稳定作用,抑制其变色,可是出现颜色后,颜色加深非常强烈。稳定作用,抑制其变色,可是出现颜色后,颜色加深非常强烈。碱金属羧酸盐或碱土金属羧酸盐的碱金属羧酸盐或碱土金属羧酸盐的“协同效应协同效应”。金属氯化物对金属氯化物对PVCPVC的破坏作用的破坏作用金属氯化物催化多烯与PVC链反应生成HCl。导致稳定剂的稳定效果下降。2.PVC稳定稳定剂的种类剂的种类铅盐类铅盐类(除硬脂酸铅)吸收吸收HCl,价格便宜,氯,价格便宜,氯化铅不会引起化铅不会引起PVC降解。降解。但但有毒。有毒。金属皂类金属皂类(含硬脂酸铅)重金属重金属(铅、锌、镉、亚(铅、锌

30、、镉、亚锡)与脂肪酸合成的皂类锡)与脂肪酸合成的皂类碱土金属碱土金属(镁、钙、锶、(镁、钙、锶、钡)与脂肪酸合成的皂类钡)与脂肪酸合成的皂类协同效应协同效应有机锡稳定剂有机锡稳定剂二正丁基锡的衍生物二正丁基锡的衍生物热稳定性优异,低毒、制热稳定性优异,低毒、制品透明、但价格品透明、但价格昂贵。昂贵。2.3.5 PVC的加工助剂的加工助剂 增塑剂增塑剂(Plasticizer),主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健,即范德华力,聚合物分子链的相互作用减弱,从而增加了聚合物分子链的活得性,提高了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。增塑剂按其

31、作用方式可以分为两大类型,即内增塑剂和外增塑剂。PVCPVC增塑剂的要求:增塑剂的要求:与PVC有很好的相容性不易挥发,常压沸点400oCPVC增塑剂存在的问题20052005年年1010月国家质检总局公告全面禁止肉食和熟食月国家质检总局公告全面禁止肉食和熟食使用使用PVCPVC保鲜膜;保鲜膜;研究表明研究表明PVCPVC器械可能会降低肿瘤、心血管和糖尿器械可能会降低肿瘤、心血管和糖尿病药物的药效,贻误治疗。病药物的药效,贻误治疗。PVC输液器械输液器械 润滑剂润滑剂润滑剂润滑剂内内润滑剂润滑剂外外润滑剂润滑剂与PVC相容性好碳链长度短减少分子间的极性作用力减少分子间的极性作用力,常用的有:1

32、418C的硬质醇、硬脂酸、硬脂酸钙等。与与PVCPVC相容相容性不好性不好碳链长度长在加工设备表面与熔体间在加工设备表面与熔体间形成润滑膜形成润滑膜,常用的有:2832C的脂肪酸、低分子量PE、石蜡等。润润滑滑剂剂在在加加工工时时从从内内部部析析至至表表面面,形形成成一一层层膜膜,使使制制品品与与设设备备之之间间的的粘粘结结力力降降低低,称称为为外外润润滑滑作作用用,润润滑滑剂剂也也可可降降低低塑塑料料中中各各组组分分在在加加工工中中的的内内磨磨擦擦,增增加加塑塑料料的的流流动动性性,降降低低熔熔体体粘粘度度,称称为为内内润润滑滑作作用用。外外润润滑滑作作用用表表现现在在润润滑滑剂剂与与聚聚氯

33、氯乙乙烯烯的的相容性差,内润滑作用表现在润滑剂与相容性差,内润滑作用表现在润滑剂与PVC一定程度的相容。一定程度的相容。其它助剂其它助剂阻燃剂阻燃剂主要用于PVC软质品。发泡剂发泡剂用来制造PVC泡沫塑料制品;有有机和无机化学发泡剂两大类。填料填料降低成本、提高制品力学性能。2.3.6 PVC的应用与改性的应用与改性PVC的用途极为广泛的用途极为广泛力学性能大范围可调:力学性能大范围可调:从硬质到软质从硬质到软质电绝缘性优良电绝缘性优良耐酸碱、耐溶剂性良好耐酸碱、耐溶剂性良好阻燃性好阻燃性好差于差于PPPP和和PEPEPVC的主要应用领域的主要应用领域建筑领域门窗异型材、塑料水管门窗异型材、塑

34、料水管化工设备化工设备化工管道、容器化工管道、容器电器、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PVC的缺点的缺点软化点不高软化点不高耐热性不好耐热性不好耐寒性差、抗冲强度低耐寒性差、抗冲强度低易分解、热稳定性差。易分解、热稳定性差。PVC的的改性改性高分子量高分子量PVCPVC(HWM-PVC)HWM-PVC)分子量增大分子链间规度提高力学性能大幅度提高、耐热、耐寒性提高、热稳定性提高。氯化氯化PVCPVC(CPVC)CPVC):提高PVC的氯含量热变形温度、力学强

35、度提高热稳定性、熔体流动性、抗热稳定性、熔体流动性、抗冲击性变差。冲击性变差。VCVC共共聚聚物物: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-乙酸乙烯共聚物乙酸乙烯共聚物VC-丙烯共聚物丙烯共聚物VC-丙烯酸酯共聚物丙烯酸酯共聚物VC-偏氯乙烯共聚物偏氯乙烯共聚物作业简要分析一下为什么高分子量的PVC(小牌号)适合用作软质PVC;而低分子量(大牌号)的PVC适合用作硬质PVC?提示:可从加工和力学性能的角度加以分析。PVC热稳定性差的原因是什么?铅盐类、金属皂类热稳定剂提高PVC热稳定性的原理是什么?什么是金属皂类稳定剂的协同效应,其机理是什么?什么是PVC的反增塑效应?请判断PP和HDPE中会有反增塑效应吗?润滑剂的作用是什么?内外润滑剂各有什么特点?

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