元素百科资讯频道：本文主要介绍PVC，及其组成结构、分类、用途等。本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。

关键词：PVC，组成结构，分类，用途

PVC的基本信息

中文名：聚氯乙烯

外文名：Polyvinyl chloride (PVC)                   

颜色：微黄色

其他属性：半透明状 有光泽

结构：PVC分子结构

熔点：无固定熔点

PVC的组成结构

常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具、包装盒等。

聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。这种材料的结构如下：[ ―CH2 ―CHCl― ]n。碳原子为锯齿形排列，所有原子均以σ键相连。所有碳原子均为sp3杂化环保低耗的塑料管材配方设计，PVC塑料管材一定的原则来进行配方设计。

聚氯乙烯大分子结构中存在着头头结构、支链、双键、烯丙基氯、叔氯等不稳定性结构、使得耐热变形及耐老化差等缺点。故作交联后，可将该类缺点消除。交联中分为辐射交联和化学交联。

PVC的主要分类

PVC材料就是聚氯乙烯，它是一种用途很广的材料，经常用于我们的生活中。比如PVC管，PVC地板，PVC墙纸等等。印度市场对PVC的需求量正在逐年增加，未来印度PVC仍将继续依赖进口补充。

1、根据聚氯乙烯的分类、生产方法的不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。

2、根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口（EDC、VCM)单体法（习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法）。3、根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类：悬浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。悬浮法聚氯乙烯是产量最大的一个品种，约占PVC总产量的80%左右。下面图表列出这四种聚氯乙烯的基本特性。

PVC的理化性质

稳定；不易被酸、碱腐蚀；对热比较耐受

聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90%的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。

聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80℃，于130℃开始分解。在不加热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100℃时即开始分解，130℃以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体，（氯化氢气体是有毒气体）使其变色，由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。从这里不难理解，为什么一些PVC塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。

具有稳定的物理化学性质，不溶于水、酒精、汽油，气体、水汽渗漏性低；在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50—60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的抗化学腐蚀性；对盐类相当稳定，但能够溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂。

工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构，但也包含一些结晶区域（约5%），所以聚氯乙烯没有明显的熔点，约在80℃左右开始软化，热扭变温度（ 1.82MPa负荷下）为70-71℃，在加压下150℃开始流动，并开始缓慢放出氯化氢，致使聚氯乙烯变色（由黄变红、棕、甚至于黑色）。

工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内，相应的数均相对分子质量为2-1.95万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万，数均相对分子质量在4.55-6.4万。硬质聚氯乙烯（未加增塑剂）具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性，可以单独用做结构材料，应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料。

聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体，例如二恶英。

聚氯乙烯的燃烧分为两步。先在240℃-340℃燃烧分解出氯化氢气体和含有双键的二烯烃，然后在400-470℃发生碳的燃烧。

它是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应用广泛，聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。根据不同的用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙烯塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质和透明制品。

纯的聚氯乙烯的密度为1.4g/cm3,加入了 增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般为1.15-2.00g/cm3。

硬聚氯乙烯有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击能力，可单独用做结构材料。

软聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、、拉伸强度会降低。

聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可作低频绝缘材料，其化学稳定性也好。由于聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出HCL气体，使聚氯乙烯变色，所以其应用范围较窄，使用温度一般在-15~55℃之间。

PVC的主要特点

1、无定形料，吸湿性小，流动性差，为了提高流动性，防止发生气泡，宜事先干燥。

2、极易分解，特别是在高温下与钢、铜接触更易分解（分解温度200度）。成型温度范围小，必须严格控制料温。

3、使用螺杆式注射机及直通喷嘴时，孔径宜大，以防死角滞料。

4、模具浇注系统应粗大，浇口截面宜大，模具应冷却，模温30-60度，料温160-190。

（1）着色性

聚氯乙烯热稳定性和耐光性较差。在140℃时开始分解出氯化氢，随着增塑剂含量的多少发生不良反应。另外，颜料对PVC的影响，体现在颜料是否与PVC及组成PVC制品的其它组分发生反应以及颜料本身耐迁移性、耐热性。因此就PVC着色而言，考虑到所用树脂及相关助剂的特征，结合颜料的特点。在选择着色剂时应当注意以下几个问题。

（2） 稳定性

着色剂中的某些成份可能会促使树脂的降解。如铁离子和锌离子是PVC树脂降解反应的催化剂。因此，使用氧化铁（红、黄、棕和黑）颜料或氧化锌、硫化锌和立德粉类白色颜料会降低PVC树脂的热稳定性。某些着色剂可能会与PVC树脂的降解产物发生作用。如群青类颜料耐酸性差，故在PVC着色加工过程中，会与PVC分解产生的氯化氢发生相互作用而失去应有的颜色。

（3）迁移性

迁移性仅发生在增塑PVC制品中，并且是在使用染料或有机颜料时。所谓迁移是在周围溶剂中存在的部分可溶解的染料或有机颜料，通过增塑剂渗透到PVC制品表面，那些溶解的染（颜）料颗粒也被带到制品表面上，这样，导致接解渗色、溶剂渗色或起霜。另一个问题是“结垢”。指着色剂在着色加工时，因为被着色物的相溶性差或根本不相容而从体系中游离出来，沉积在加工设备的表面（如挤出机的机筒内壁、口模孔内壁）上。

（4）耐候性

指颜料耐各种气候的能力。其中包括可见光和紫外光、水分、温度、大气氯化作用以及制品使用期间所遇到的化学药剂。最重要的耐候性，包括不褪色性、耐粉化性和物理性能的持久性。而有机颜料则因其结构不同有好有差。此外，在含有白色颜料的配方中，颜料的耐候性会受到较严重的影响。颜料的褪色、变暗或色调变化，一般由颜料的反应基因所致。这些反应性基因，能与大气中的水分或化学药剂——酸、碱发生作用。例如，镉黄在水分和日光作用下会褪色，立索尔红具有较好的耐光性，适合于大多数户内应用，而在含有酸、碱成分的户外使用时严重褪色。脱氯化氢的测定方法按JIS-K-6723，测定温度180℃。以未着色的聚氯乙烯复合物脱氯乙烯的时间为基准，延长或阻缓时间以5%、10%间隔计，负值表示加速分解。

PVC的主要用途

1、聚氯乙烯异型材

2、聚氯乙烯管材

3、聚氯乙烯膜

4、PVC硬材和板材

5、PVC一般软质品

6、聚氯乙烯包装材料

7、聚氯乙烯护墙板和地板

8、聚氯乙烯日用消费品

9、PVC涂层制品

10、PVC泡沫制品

11、PVC透明片材

12、其他

13、合成材料

PVC的鉴别方法

PVC常规鉴别方法一般归纳为如下三类，即：

(1) 燃烧法鉴别：

软化或熔融温度范围：75~90°C；

燃烧情况：点燃后自熄；

燃烧火焰状态：上黄下绿有烟；离火后情况：离火熄灭；气味：刺激性酸味。

这种方法是最简便和直接的，一般作为首选。

(2) 溶剂处理鉴别：

溶剂：四氢呋喃，环己酮，甲酮，二甲基甲酰胺；

非溶剂：甲醇，丙酮，庚烷。

通过将疑似PVC塑料加入以上溶剂中，观察塑料的溶解情况来判断是否为PVC。溶剂加热后，溶解效果会更明显。

(3) 比重法：

PVC的比重为1.35~1.45，一般是1.38左右。

可以通过比重差别或测定比重的方法，区分聚氯乙烯和其它塑料。但是由于PVC可以通过添加增塑剂、改性剂以及填料，使PVC变得比重差异很大，软硬差异很大，同时也会由于一些成分的加入，使PVC塑料的很多性能发生改变，致使我们常用的鉴别方法效果不明显，甚至现象发生改变，无法作出准确判断。比如：密度方面，增塑聚氯乙烯（大约含有40%增塑剂）时为1.19~1.35；而PVC硬制品却提高到1.38~1.50。如果是高填充PVC制品，密度有时会超过2。另外，还可通过测定材料中是否含有氯来判定，但因为氯乙烯共聚物、氯丁橡胶、聚偏氯乙烯、氯化聚氯乙烯等都含有较高比例的氯，还要通过吡啶显色反应来鉴别。注意，试验前，试料必须经乙醚萃取，以除去增塑剂，试验方法：将经乙醚苯取过的试样溶于四氢呋喃，滤去不溶成分，加入甲醇使之沉淀，萃取后在前75度以下干燥。将干燥过的少量试样用不着1ml吡啶与之反应，过几分钟后，加入2到场滴5%氢氧化钠的甲醇溶液（1g氢氧化钠溶解于是20ml甲醇中），立即观察一下颜色，5min和1h后再分别观察一次。根据颜色即可鉴别不同的含氯塑料。

PVC的主要危害

聚氯乙烯也是经常使用的一种塑料，它是由聚氯乙烯树脂、增塑剂和防老剂组成的树脂，本身并无毒性。但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性，日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂，主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等，这些化学品都有毒性，聚氯乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。含铅盐防老剂的聚氯乙烯（PVC)制品和乙醇、乙醚及其他溶剂接触会析出铅。含铅盐的聚氯乙烯用作食品包装与油条、炸糕、炸鱼、熟肉类制品、蛋糕点心类食品相遇，就会使铅分子扩散到油脂中去，所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛装食品，尤其不能盛装含油类的食品。另外，聚氯乙烯塑料制品在较高温度下，如50℃左右就会慢慢地分解出氯化氢气体，这种气体对人体有害，因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。电木(酚醛塑料）含有游离苯酚和甲醛，对人体有一定毒性，不适合存放食品和作食品包装。电玉（尿醛塑料）虽然无嗅无味，但在100℃沸水中或用作盛放醋类食品时，会有游离甲醛析出，对人体有害，所以也不适于作为食具或食品包装。废旧塑料（有的可能添加少许新料）的更新品，因其成分复杂，很难保证不带有毒性，故一般也不可用来作为食品盛具和包装物。由于一次性医疗器械产品大多采用医用级聚氯乙烯（PVC）或聚碳酸酯（PC），而PVC加工过程中的热分解物对钢材有较强的腐蚀性，PC则硬度高，粘性大，因而对塑化部分的零部件材质要求必须是能抗腐蚀、抗磨损而且有较高的抛光性能。大多数医用注塑机采用机筒螺杆镀硬铬的办法或者采用不锈钢为材料制作机简螺杆以达到上述特殊要求。另外，为了防止 PVC加工过程中热分解产生气体，要求对动定模板表面进行镀铝处理，而且对外围板金也进行镀铝处理或者采用不锈钢板制作板金，板金拼缝采用无毒硅胶进行密封，以防塑料加工过程中产生的气体跑到外面（塑料加工过程中产生的气体可通过专用设备进行集中收集再经过净化处理方可排入大气中）。

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