PVC產(chǎn)品概況及技術(shù)介紹

1、第一篇第一篇 產(chǎn)品和概況產(chǎn)品和概況授課班級:五年高職化工08授課教師：孟根圖雅第六部分第六部分聚氯乙烯的開發(fā)方向聚氯乙烯的開發(fā)方向第五部分第五部分聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)第四部分第四部分聚氯乙烯樹脂的相關(guān)知識聚氯乙烯樹脂的相關(guān)知識第三部分第三部分產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法第二部分第二部分產(chǎn)品性能及用途產(chǎn)品性能及用途第一部分第一部分產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)第一部分第一部分 產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)一、聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)一、聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)聚氯乙烯樹脂聚氯乙烯樹脂是氯乙烯單體（vinyl chlor

2、ide monomer, 簡稱VCM）在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑；或在光、熱作用下按自由基聚合反應機理聚合而成的聚合物。CH2CHCln英文名稱：polyvinyl chloride, 簡稱PVC高分子鏈結(jié)構(gòu) PVC是VCM單體多數(shù)以頭頭- -尾尾結(jié)構(gòu)相聯(lián)的線形線形聚合物。 對于PVC來講，聚合反應的溫度是控制分子量和鏈結(jié)構(gòu)的決定因素。CH2CHCl+ CH2CHClCH2CHClCHClCH2CH2CHClCHCH2Cl(2)(1) 隨著聚合反應溫度溫度的降低降低，間規(guī)立構(gòu)規(guī)整度提高。提高。 例如：在 -60oC聚合而成的PVC，間規(guī)立構(gòu)規(guī)整度高達65。高分子立體構(gòu)型PVC的聚合方法懸浮

3、法懸浮法（S-PVC），生產(chǎn)75的PVC乳液法乳液法 （E-PVC），生產(chǎn)10的PVC本體法本體法（M-PVC），生產(chǎn)10的PVC溶液法溶液法，因為對環(huán)境有污染，目前已不采用不采用。二、聚氯乙烯制備方法二、聚氯乙烯制備方法三、三、PVCPVC顆粒的形態(tài)結(jié)構(gòu)顆粒的形態(tài)結(jié)構(gòu)形成PVC顆粒特殊組織形態(tài)的主要原因是VCM不溶于不溶于PVC。由約50個PVC大分子鏈聚集而成亞顆?；驇讉€亞顆粒聚集形成最終的PVC顆粒。緊密型緊密型PVC疏松型疏松型PVC聚合度1700 通過調(diào)整懸浮懸浮聚合時的配方配方和工藝條件工藝條件，可以獲得緊密型緊密型和疏松型疏松型PVC，顆粒尺寸5050250250m m。 聚合溫

4、度對顆粒形態(tài)有顯著影響聚合溫度對顆粒形態(tài)有顯著影響：溫度越低，獲得的PVC顆粒就越疏松。一、聚氯乙烯樹脂的物理化學性質(zhì)一、聚氯乙烯樹脂的物理化學性質(zhì) 聚氯乙烯樹脂（PVC）是重要的有機合成材料。 其產(chǎn)品具有良好的物理性能和化學性能，廣泛用于工業(yè)、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、日用生活、包裝、電力、公用事業(yè)等領(lǐng)域。 PVC與PE、PP、PS、ABS并稱世界五大通用樹脂，且以其突出的性價比在社會生活當中得到了廣泛的應用。第二部分第二部分 產(chǎn)品性能及用途產(chǎn)品性能及用途 物理性質(zhì)物理性質(zhì)：白色粉末，無毒、無臭。相對密度：1.351.46 折射率1.544（20）不溶于水，汽油，酒精和氯乙烯，溶于丙酮，二氯乙烷，二甲苯

5、等溶劑，化學穩(wěn)定性很高，具有良好的可塑性。 除少數(shù)有機溶劑外，常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90% 以下的硫酸、50-60%的硝酸及20%以下的燒堿。 聚氯乙烯在100以上開始分解并緩慢放出HCl，隨著溫度上升，分解與釋放HCl速度加快，致使聚氯乙烯變色。（1）熱性能）熱性能耐熱性熱變形溫度。熱穩(wěn)定性分子量提高PVC的Tg和熱變形溫度提高；增塑劑用量對增塑劑用量對PVC的耐熱性有決定性的影響的耐熱性有決定性的影響PVC是一種熱敏性的塑料：是一種熱敏性的塑料：當溫度超過140oC時就會分解。聚合溫度較低制成的聚合溫度較低制成的PVC熱穩(wěn)定性要高一些。熱穩(wěn)定性要高一些。PVC的熱絕緣性較好?；瘜W性質(zhì)：

6、化學性質(zhì)：PVCPVC穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑重金屬重金屬（鉛、鋅、鎘、亞錫）與脂（鉛、鋅、鎘、亞錫）與脂肪酸合成的皂類肪酸合成的皂類堿土金屬（鎂、鈣、鍶、鋇）與脂肪酸合成的皂類昂貴（2）光穩(wěn)定性光穩(wěn)定性純PVC在日光或紫外線單色光照下，發(fā)生老化，色澤變暗。與熱老化極為相似，但有不同之處，它是材料表面上進行的自由基氧化過程。光老化首先是從氯化氫降解開始，接著是斷鏈和交聯(lián)。破壞力量最大的是波長290-400nm的紫外光提高光穩(wěn)定性可添加助劑:紫外線吸收劑：UV-9 、UV-327 、UV-356光屏蔽劑 :炭黑、氧化鈦、氧化鋅萃取劑：肟類、二價鎳的化合物（三）電性能（三）電性能 聚氯乙烯相鄰高分子之間有強的

7、偶極鍵，故不宜用作高壓電纜及通訊電纜，但密度較高，耐電擊穿，且耐老化，來源有廣泛，故常用作低壓電纜及電纜護套的加工。（四）化學穩(wěn)定性（四）化學穩(wěn)定性 常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90% 以下的硫酸、50-60%的硝酸及25%以下的燒堿，對鹽類也相當穩(wěn)定。二、聚氯乙烯樹脂的用途二、聚氯乙烯樹脂的用途1、型號、型號電石法：SG-(1-8)型（采取國家標準）低型號 軟制品高型號 硬制品K值（1 8型）（高 低）聚合度（1 8型）（高 低）型號型號典型生產(chǎn)企業(yè)典型生產(chǎn)企業(yè)主要用途主要用途SG-1電纜料、薄膜等SG-2浙江巨化等電纜料、薄膜等SG-3中銀電化、杭州電化、無錫化工等普通軟制品SG-4人造革、

8、鞋類等SG-5絕大多數(shù)企業(yè)均可生產(chǎn)通用型（型材、管材）SG-6硬質(zhì)管、片材等SG-7內(nèi)蒙海吉、株洲化工、宜賓天原、金路樹脂等硬制品（板片材等）SG-8渤天化工、浙江巨化硬制品（板片材等）注：注：1、4、6型當前市場流通量很少，不常見。型當前市場流通量很少，不常見。各型號電石法聚氯乙烯的主要生產(chǎn)企業(yè)及用途：2、PVC的應用與改性的應用與改性PVC的用途極為廣泛，是目前用量僅次于PE的第二大用量的樹脂材料。 PVC的性能優(yōu)勢。力學性能大范圍可調(diào)：從硬質(zhì)到軟質(zhì)電絕緣性優(yōu)良耐酸堿、耐溶劑性良好阻燃性好PVCPVC的主要應用領(lǐng)域的主要應用領(lǐng)域 建筑領(lǐng)域門窗異型材、塑料水管 化工設(shè)備化工管道、容器 電器、

9、電纜絕緣（代替大部分橡膠） 汽車工業(yè)內(nèi)裝飾材料：方向盤握把、儀表盤、腳墊 軟質(zhì)PVC管、膜、薄片日用品、包裝材料 PVC糊涂敷織物人造革 PVC發(fā)泡制品襯墊、拖鞋、隔熱隔聲材料PVCPVC消費構(gòu)成消費構(gòu)成PerformancePerformance 型材型材/ /門窗門窗 30%30% 管材管材/ /件件 20%20% 人造革人造革 5%5% 其他其他 20%20%板片材及板片材及其他型材其他型材 8%電纜料電纜料 6%薄膜薄膜 6%鞋及鞋底鞋及鞋底 5% PVCPVC的缺點的缺點軟化點不高耐熱性不好耐寒性差、抗沖強度低易分解、熱穩(wěn)定性差。高分子量PVC（HWM-PVC)分子量增大分子鏈間規(guī)度

10、提高力學性能大幅度提高、耐熱、耐寒性提高、熱穩(wěn)定性提高。氯化PVC（CPVC)：提高PVC的氯含量熱變形溫度、力學強度提高熱穩(wěn)定性、熔體流動性、抗沖擊性變差。VC共聚物：與其它烯類單體共聚，破壞PVC鏈規(guī)整性，提高熔體流動性、抗沖擊性和耐寒性。VC-乙酸乙烯共聚物VC-丙烯共聚物VC-丙烯酸酯共聚物VC-偏氯乙烯共聚物PVC的改性第三部分第三部分 產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法一、產(chǎn)品質(zhì)量標準一、產(chǎn)品質(zhì)量標準 參見表1.6出廠檢驗項目：黏數(shù)（平均聚合度）、表觀密度、揮發(fā)物含量、篩余物、雜質(zhì)粒子數(shù)、“魚眼”數(shù)殘留單晶體含量型式檢驗項目中的抽檢項目： 增塑劑吸收量、 白度、 水萃取液

11、電導率、 殘留氯乙烯含量二、檢驗規(guī)則二、檢驗規(guī)則三、測定方法三、測定方法過篩率的測定殘留氯乙烯單體含量的測定平均聚合度的測定揮發(fā)物的測定雜質(zhì)粒子的測定水萃取液電導率的測定表觀密度的測定增塑劑吸收量的測定魚眼檢測白度的測定平均聚合度平均聚合度 通常用粘數(shù)來表示聚合物分子量大小，劃分聚合物型號。在國際上還有用K值或聚合度來劃分聚合物型號。PVC樹脂是一種非結(jié)晶的線性高分子化合物，其相對分子質(zhì)量愈大，粘數(shù)就越高，材料的強度、剛度、韌性、耐熱及耐低溫性愈好，但成型加工性能愈差。究其原因，主要是隨PVC樹脂相對分子質(zhì)量增加，PVC大分子鏈間范德華引力或纏繞程度相應增加，使其材料力學性能提高，分子鏈中不正

12、常的弱結(jié)構(gòu)及鏈端基結(jié)構(gòu)相應減少，故材料耐熱及耐候性提高。型號粘數(shù)（ml/g）絕對粘度mPa.sK值平均聚合度SG-0156771785SG-11561442.12.2777517851536SG-21431362.02.1747315351371SG-31351271.92.0727113701251SG-41261191.81.9706912501136SG-51181071.71.868661135981SG-6106961.61.76563980846SG-795871.51.66260845741SG-886731.41.55955740650SG-97355650 該指標屬于必檢項目

13、，其數(shù)值反映了PVC樹脂的平均分子量大小，也就是PVC分子鏈的長短，決定了樹脂的牌號和相應加工參數(shù)。同一牌號樹脂該指標的差別，也會對加工工藝和制品性能產(chǎn)生一定影響。選擇及應用時，應引起注意和重視。魚眼魚眼 在聚氯乙烯生產(chǎn)中，魚眼的形成直接影響PVC產(chǎn)品的質(zhì)量，后加工中影響塑料制品表面的美觀性，大大降低制品的拉伸強度、伸長率等機械性能，易導致塑料膜或片的穿孔，尤其是電纜制品，會影響其電絕緣性和低溫撓屈性。 總之，“魚眼”已成為樹脂生產(chǎn)和塑化加工中最重視的指標之一。目前國內(nèi)大的PVC廠家一般要求PVC產(chǎn)品魚眼數(shù)小于10顆，因此，研究PVC魚眼的形成及消除有其重要的現(xiàn)實意義。 魚眼是指難于(或不能)

14、塑化加工的聚氯乙烯顆粒，在制品中呈現(xiàn)為透明粒子。魚眼形成的原因：魚眼形成的原因：多次聚合形成PVC魚眼 局部熱量不均，形成難以塑化的魚眼分散劑匹配不當形成魚眼引發(fā)劑使用不當造成魚眼攪拌不當形成魚眼 pH不當形成魚眼脫鹽水質(zhì)量形成魚眼 VCM中雜質(zhì)多導致魚眼 回流冷凝器鏈轉(zhuǎn)移劑降低魚眼的措施降低魚眼的措施優(yōu)化聚合配方：選擇多元助劑提高原料質(zhì)量：提高VCM質(zhì)量優(yōu)化工程措施：改善設(shè)備和技術(shù)白度白度 白度是指PVC樹脂在160加熱10min后的白色程度，是衡量PVC樹脂熱穩(wěn)定性的重要質(zhì)量指標。 該指標對樹脂的加工性能以及制品的耐老化性能有很大的影響，白度較低的樹脂往往出現(xiàn)初期變色。 影響樹脂白度的因素

15、有很多，如VCM質(zhì)量，VCM轉(zhuǎn)化率，聚合配方中引發(fā)劑、水油比、分散劑的用量，后工序中汽提、離心干燥工藝等。提高VCM質(zhì)量控制聚合反應終止的壓力降采用復合分散劑采用復合終止劑加強對汽提、離心干燥工藝的管理控制措施：控制措施：第六部分第六部分聚氯乙烯的開發(fā)方向聚氯乙烯的開發(fā)方向第五部分第五部分聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)第四部分第四部分聚氯乙烯樹脂的相關(guān)知識聚氯乙烯樹脂的相關(guān)知識第三部分第三部分產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法第二部分第二部分產(chǎn)品性能及用途產(chǎn)品性能及用途第一部分第一部分產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)p4.1 聚氯乙烯樹脂

16、的分子量分布p4.2聚氯乙烯樹脂的粒度分布p4.3聚氯乙烯的流變性能p4.4“魚眼”p4.5聚氯乙烯降解的概念p4.6樹脂的殘留氯乙烯p4.7電石查定及查定方法4.5.14.5.1聚氯乙烯降解的概念聚氯乙烯降解的概念聚氯乙烯聚合物在受到熱、紫外光及空氣中氧氣的作用下，都會發(fā)生降解放出氯化氫，使聚合物顏色發(fā)生改變。 白白-微紅微紅-粉紅粉紅-淺黃淺黃-褐色褐色-紅棕紅棕-紅黑紅黑-黑色黑色 超過200降解的最終產(chǎn)物可有芳香族化合物苯，但始終不會得到氯乙烯單體。 加入熱穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑及抗氧劑改進樹脂及制品的老化性能。4.5.24.5.2聚氯乙烯降解的原因聚氯乙烯降解的原因降解的機理：脫氯化氫

17、-斷鏈和交聯(lián)。（1）脫氯化氫降解（2）兩個高分子交聯(lián)（3）高分子環(huán)化4.5.34.5.3聚氯乙烯熱降解的影響因素聚氯乙烯熱降解的影響因素（1）高分子鏈的薄弱環(huán)節(jié)：）高分子鏈的薄弱環(huán)節(jié)： 盡量減少薄弱基團的相對含量，將有利于產(chǎn)品穩(wěn)定性的提高。薄弱環(huán)節(jié)使其在受熱時發(fā)生降解，是引起樹脂初期著色的主要原因。（2）聚合度）聚合度 聚合度越低，熱降解速度越快。1-4型樹脂穩(wěn)定性大于5-8型。（3）溫度）溫度 溫度越高，受熱時間越長，降解速度越快（4）雜質(zhì)的影響）雜質(zhì)的影響 鐵鹽、鋅鹽、銅鹽及殘余的引發(fā)劑4.64.6樹脂的殘留氯乙烯樹脂的殘留氯乙烯 樹脂的殘留氯乙烯：樹脂的殘留氯乙烯：是指聚氯乙烯樹脂中所吸

18、附或溶解的部分未參與聚合反應的氯乙烯單體。 樹脂對單體有較大的吸附能力之故。 較高壓下，吸附量與溫度無關(guān)，而只取決于氯乙烯的壓力。 較低壓力下，吸附量與溫度有關(guān)，溫度高，吸附量低。 聚氯乙烯樹脂中，不管后處理工藝如何，或多或少地吸附著一定量的殘留氯乙烯單體，其吸附量因樹脂型號而有所差異。 表觀密度越大，殘留單體量越多；緊密型比疏松型含量高；黏度低的含量比黏度高的多。 樹脂產(chǎn)品中殘留的氯乙烯：從樹脂生產(chǎn)和制品加工中慢慢地逸出，從而污染操作環(huán)境，影響人體健康。 熱加工趕不掉的氯乙烯留在制品中繼續(xù)污染，制品與食品或飲水接觸時，轉(zhuǎn)入人體中危害健康。電石查定及查定方法電石查定及查定方法全國大型電石廠家第

19、六部分第六部分聚氯乙烯的開發(fā)方向聚氯乙烯的開發(fā)方向第五部分第五部分聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)第四部分第四部分聚氯乙烯樹脂的相關(guān)知識聚氯乙烯樹脂的相關(guān)知識第三部分第三部分產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法第二部分第二部分產(chǎn)品性能及用途產(chǎn)品性能及用途第一部分第一部分產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)6.1 PVC安全規(guī)范6.2PVC勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生規(guī)范6.3PVC環(huán)保規(guī)范6.4PVC生產(chǎn)中的安全管理6.5PVC生產(chǎn)中的能源管理6.6PVC生產(chǎn)中的環(huán)保管理第六部分第六部分聚氯乙烯的開發(fā)

20、方向聚氯乙烯的開發(fā)方向第五部分第五部分聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)聚氯乙烯生產(chǎn)中的安全環(huán)保技術(shù)第四部分第四部分聚氯乙烯樹脂的相關(guān)知識聚氯乙烯樹脂的相關(guān)知識第三部分第三部分產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法產(chǎn)品質(zhì)量標準和測定方法第二部分第二部分產(chǎn)品性能及用途產(chǎn)品性能及用途第一部分第一部分產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)產(chǎn)品的高分子結(jié)構(gòu)和顆粒形態(tài)聚氯乙烯開發(fā)方向聚氯乙烯開發(fā)方向世界PVC樹脂工業(yè)技術(shù)進展國內(nèi)PVC樹脂的裝備技術(shù)進展PVC生產(chǎn)工藝技術(shù)的進展主要塑料品種的工業(yè)化歷史主要塑料品種的工業(yè)化歷史1868 硝酸纖維素(1833) 1909 酚醛樹脂(1872) 1919 酪素塑料(1897) 1926 苯胺甲醛

21、樹脂(1892) 1927 醋酸纖維(1865) 醇酸樹脂(1901) 1929 聚醋酸乙烯(1912) B8醛樹脂(1918)1931 聚丙烯酸甲酯(1880) 1935 乙基纖維素(1913) 1936 聚氯乙烯(1872)1936 聚甲基丙烯酸甲酯(1932) 1936 聚乙烯醇縮醛(1928) 1938 聚苯乙烯(1839)1938 聚酰胺66(1935) 1939 高壓聚乙烯(1933) 三聚氰胺樹脂(1935)1939 聚偏氯乙烯(1933)1941 不飽和聚酯樹脂(1937) 1943 聚四氟乙烯 (1938) 聚硅氧烷(1931)1947 環(huán)氧樹脂(1934)1948 聚丙烯腈(1893) 1948 臘丁苯(ABS)樹脂 1948 聚三氟氯乙烯(1934)1953 聚對苯二甲酸乙二(1941) 聚氨酯泡沫塑料(1947) 1954 低壓聚乙烯(1952) 1957 聚丙烯(1954) 1958 聚環(huán)氧乙烷(1859)1958 聚碳酸酯(1956) 1958 氯化聚醚(1950) 1959 聚甲醛(1926) 1960 聚鄰(間)苯二甲酸二