第四章 聚氯乙烯.ppt

第四章 聚氯乙烯 （PVC） PVC的结构、性能、应用与成型 大量增塑剂使Tf降低，故常用于制造软制品。平均聚合度在1000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，这样不会由于增塑剂的迁移而使制品加速老化。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、食品及药物包装材料以及代替有机玻璃制品。 聚氯乙烯表观粘度与温度和剪切速度的关系如图表4-6。可见，聚氯乙烯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。所以改善聚氯乙烯熔体的流动性应主要考虑增大剪切速率（增大压力）。实际上，加大外作用力有助于大分子的运动，使Tf有所降低，大分子能在较低的温度下流动。 聚氯乙烯塑料形态各各异，差别很大，加工方法也多种多样，可压制、挤出、注射、涂层等。聚氯乙烯塑料常用于制造薄膜、人造革、电线电缆的绝缘层，硬质制品，地板、家俱、运动器材等。 ??? 常 用 助 剂 一、稳定剂 在聚氯乙烯的聚合过程及加工过程中加入某些化学助剂，可以提高聚氯乙烯的稳定性，防止聚氯乙烯的降解。即使是软质聚氯乙烯，也需要加入稳定剂。这些稳定剂包括稳定剂，光稳定剂、抗氧剂等。 稳定剂简单的说就是阻止或延缓高分子材料降解的一类助剂。稳定剂的主要作用有： 1. 中和聚氯乙烯降解入出的氯化氢，阻止氯化氢对聚氯乙烯进一步的降解催化作用： 生成的PbCl2稳定、不溶。 铅盐： 金属皂类： 有机锡类： 环氧类： 胺类： RNH2+HCl RNH2Cl 醇盐： ROM+HCl ROH+MCl 硫醇盐： RSM+HCl RSH+MCl 2 取代不稳定的氯原子，这些氯原子包括支化点叔碳原子上的氯和与双键相邻碳原子上的氯。如有机锡、锌和镉的皂类等。 硫醇锡： 镉皂： 这里镉、锌皂的产物 会继续与不稳定氯起反应，生产的CdCl2、ZnCl2均能使氯乙烯上的 C－Cl 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。 通常将钡皂与镉皂同时使用，因镉皂比钡皂更容易与不稳定氯原子起反应，所生成的 又可与钡皂作用，重新生成镉皂，而产生的BaCl2对聚氯乙烯降解没有影响： 同样，将钙皂与锌皂同时使用，生成氯化钙对聚氯乙烯的降解也无影响。 3 与聚氯乙烯中不饱和双键反应，使双键成为饱和键，如硫醇类与不饱和双键反应产生的硫醇： 由于不饱和键成为饱和键，可能使已显色的共轭双键褪色。 常用的铅盐有 三盐基性硫酸铅（3PbO·PbSO4·H2O），俗称三盐 二盐基性亚磷酸铅（2PbO·PbHPO3·H2O），俗称二盐 盐基性碳酸铅（铅白） 金属皂类有 硬脂酸钙 （CaSt） 硬脂酸铅 （PdSt） 硬脂酸镉 (CdSt) 硬脂酸锌 (ZnSt) 硬脂酸钡 (BaSt) 二烷基二硫醇锡 环氧类 环氧硬脂酸丁脂 上述热稳定剂中，许多也是有效的光稳定剂。 另外如二苯酮类等有效地吸收紫外线，炭黑、钛白粉（氧化钛）、锌白（氧化锌）等以在聚氯乙烯制品表面吸收或反射辐射线，起到屏蔽光的作用，都可作为光稳定剂。 能捕获聚氯乙烯氧化降解产生的游离基，提高聚氯乙烯稳定性的物质如酚类，可以作为抗氧剂。 * * 概 述 聚氯乙烯树脂是聚氯乙烯塑料的基础。聚氯乙类树脂由于热稳定性差。加工性能也较差、不能单独使用，必须和多种助剂配合才具有实用价值。常用的助剂包括稳定剂、增塑剂、润滑剂、填料等、聚氯乙烯塑料根据所用的增塑剂量的多少，表现出硬质、软质、甚至是粘稠液体（糊状）的外观特征，使得其应用领域相当广泛，制品多种多样。 PVC是三十年代初实现工业化的。从三十年代起，在很长的时间里，聚氯乙烯产量一直在世界塑料用量中占居第一位。六十年代后期，聚乙烯取代了聚氯乙烯。现在聚氯乙烯塑料虽退居第二位，但产量仍占塑料总产间的四分之一以上。 六十年代以前，单体氯乙烯的生产基本是以电石乙炔为主，由于电石生产需耗大量电能和焦炭、成本高。六十年代初乙烯氧氯化法生产氯乙烯工业化后，各国转向了以更便宜的石油为原料。另外，由于聚氯乙烯的原料很大部分（约57%重量）是制碱工业必然伴生副产物氯气，不仅原料来源丰富，而且也是发展氯碱工业、平衡氯气的很