聚氯乙烯

聚氯乙烯综述

高分子101 1008093017 陈志超

摘要：随着国家经济不断向前发展，高分子材料已在我们身边随处可见。高分

子材料的制品已经成为最年轻的材料。它不仅遍及各个工业领域，而且已进入所有的家庭，其产量已有超过金属材料的趋势，将会是最活跃的材料支柱。PVC 材料即聚氯乙烯，是高分子材料之一，同时也是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应用广泛，是现代社会不可或缺的高分子材料，且有着很好的发展前景。

关键词：高分子材料循环利用成型加工性能用途

绪论

PVC是合成材料中五大通用合成树脂之一，其产量仅次于聚乙烯，居第二位，据统计，2005年我国的PVC产量约达到860万吨。目前我国PVC软制品占45％、硬制品占55％，其中硬制品的消费比例呈逐年上升的趋势。PVC是目前世界上使用最广泛的塑料之一，广泛应用于建筑业、包装材料、家庭日用品及汽车工业。虽然过去十几年，因为塑料对环境的污染问题，有关是否应该禁用PVC的争论非常多，然而，PVC的产量仍然在不断增长。现在，有关PVC对环境问题影响的讨论越来越客观，特别是由于石油资源的日趋枯竭，PVC甚至变得更有吸引力，因为与PE相比，PVC合成原料只有一半来自石油，另一半则来自于丰富的矿石。但是PVC的回收难题和对环境的潜在影响并没有解决，在许多场合对PVC 的限用仍然存在。因此，对PVC的应用发展和回收问题，仍然必须加以重视。

循环利用的目的、意义

PVC内一些有毒添加剂和增塑剂，可能渗出或气化;部份添加剂会干扰生物内分泌（影响生殖机能），部份可增加致癌风险;焚化PVC垃圾会产生致癌的二噁英而污染大气。回收的主要目的是减少废旧PVC。废旧物品经过分类，可循环再造成为有用的物品。此举不单有助保护境。而且能善用资源，更可节省金钱。废旧PVC的回收再利用不仅可以减少能源的消耗，节省资源，还可以使资源达到二次或多次利用，最重要的一点是可以减少废旧PVC对环境的污染，减小废旧PVC产生的垃圾给环境所带来的压力。

成型加工

工艺特性：

聚氯乙烯具有如下成型加工工艺特性：1、热稳定性差。为避免材料过热分解，应尽量避免一切不必要的受热现象，严格控制成型温度，避免物料在料筒内滞留时间过长(特别是生产启动和班次交接时)，并应尽量减少塑化过程中的摩擦热。聚氯乙烯熔融粘度高，熔融加工工艺中应尽量避免使用分子量太高的品级，配料中应加入适当润滑剂以增加物料流动性，稳定剂应采用效率较高的有机锡类，如马来酸二丁基锡、二月桂酸二正辛基锡等。注塑成型不宜采用柱塞式注塑

机。2、聚氯乙烯熔体粘度高，需要较高的成型压力，为避免熔体破裂，注塑、挤出时宜采用中、低速，避免高速。3、聚氯乙烯热分解时放出氯化氢，对设备有腐蚀作用，加工的金属设备应采取电镀的防护措施或采用耐腐钢材。4、聚氯乙烯熔体冷却速度快(比热容仅为836—1170kJ／(kg?K)，且无相变热)，成型周

期短。

聚氯乙烯可以采用注塑、挤出、吹塑、压延、搪塑、发泡等成型工艺。对于增塑聚氯乙烯制品，成型加工前需先向聚氯乙烯粉料或颗粒料中加入增塑剂和其它助剂进行预混，并进行塑化。将塑化后的配料准备成适于加工的形状，例如采用注塑、挤出工艺时，则需要挤出造粒；用于压延工艺时，需要先预压成软板。注塑成型主要用于硬聚氯乙烯。聚氯乙烯可以挤出成型各种型材，也可以挤出吹塑薄膜。

性

能

PVC材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，可应用于居室内墙和吊顶的装饰，是塑料类材料中应用最为广泛的装饰材料之一。PVC材料的优点主要有以下几方面：

1.质量轻、隔热、保温、防潮、阻燃、耐酸碱、抗腐蚀。

2.稳定性、介电性好，耐用、抗老化，易熔接及粘合。

3.抗弯强度及冲击韧性强，破裂时延伸度较高。

4.通过捏合、混炼、拉片、切粒、挤压或压铸等工艺极易加工成型，可满足各种型材规格的需要。

5.表面光滑、色泽鲜艳、极富装饰性，装饰应用面较广。

6.施工工艺简单，安装较为方便。

用途

1、PVC型材、异型材

型材、异型材是我国PVC消费量最大的领域，约占PVC总消费量的25％左右，主要用于制作门窗和节能材料，目前其应用量在全国范围内仍有较大幅度增长。

2、PVC管材

PVC管材是PVC第二大消费领域，约占其消费量的20％左右。在我国，PVC 管较聚乙烯（PE）管和聚丙烯（PP）管开发早，品种多，性能优良，使用范围广，在市场上占有重要位置。

3、PVC薄膜

PVC薄膜是PVC第三大消费领域，约占其消费量的10％左右。利用压延机可将PVC制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法生产的薄膜称为压延薄膜。也可以将PVC的粒状原料利用吹塑成型机吹制成薄膜，用这种方法生产的薄膜称为吹塑薄膜。薄膜的用途很大，可以通过剪裁、热合方法加工成包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以建造温室和塑料大棚，或者用作地膜。

4、PVC硬材和板材

PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管，用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯扶手。将压延好的薄片重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状，然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。

5、PVC一般软质品

利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等；利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。

6、PVC包装材料

PVC制品用于包装主要为各种容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生产矿泉水、饮料、化妆品瓶，也有用于精制油的包装。

7、PVC护墙板和地板

PVC护墙板主要用于取代铝制护墙板。PVC地板砖中除一部分PVC树脂外，其余组分是回收料、粘合剂、填料及其它组分，主要应用在机场候机楼地面和其它场所的坚硬地面。

8、PVC日用消费品

在我们的日常生活领域中处处可见到PVC产品。PVC被用来制作各种仿皮革，用于行李包，运动制品，如篮球、足球和橄榄球等。还可用于制作制服和专用保护设备的皮带。服装用PVC织物一般是吸附性织物(不需涂布)，如雨披、婴儿裤、仿皮夹克和各种雨靴。PVC还用于许多体育娱乐品，如玩具、唱片和体育运动用品。

循环利用的方法

PVC 的回收系采用溶剂法、机械法、化学法及焚烧法,有些已工业化。1.溶剂法.a. Vinyloop 工艺。B. Delphi 工艺。苏威公司在意大利费拉腊投产了世界上第1套回收软PVC（聚氯乙烯）装置，投资1060万欧元，采用Vinyloop批量工艺，年产8500tPVC。该技术采用甲乙酮混合物在100～140℃和加压条件下溶解PVC及其添加剂，然后逐步蒸发溶液，使PVC从溶液中沉淀生成均相的软PVC，甲乙酮混合物可以循环使用。该装置的原料主要由电缆绝缘PVC组成，至少80％的物料是使用后的废料。第2套Vinytoop装置于2004年在法国投运，该装置特定设计用于回收涂复PVC的漆布和织物。 2.机械法.a. Solvay 。b.Geon 工艺。采用机械法可回收多种PVC 制品,包括管材、线缆料、板材、薄膜、汽车元件及瓶子等。经此法回收后的PVC ,可重新用于制造很多制品,包括窗框、地垫、地板、防护板、隔音板、管子配件、排水沟、涂层、非食品瓶等,甚至可用于制造纤维及次要的计算机元件。3.化学法。PVC 碎屑可在充氧氢氧化钠溶液中,于150～260 ℃及高压下被氧化为草酸和苯羧酸。在最佳条件下,1 t PVC 可生成600 kg 草酸及300 kg 苯羧酸。在氢氧化钠溶液浓度低于15 mol/L 时,提高溶液浓度,草酸生成量增加。4.焚烧法。目前焚烧法是发展最成熟一项技术，世界上已建立了大规模焚烧废旧PVC 的装置,但因焚烧PVC 时会生成二噁英及释出HCl ,所以此法一直遭到公众的非议。但有专家认为,含氯的城市垃圾焚烧时都会生成二噁英,而实验证明,城市垃圾中PVC 含量增加时,焚烧时二噁英的生成量并不增高。而且,即使焚烧时形成二噁英,它在高于800 ℃下也会分解。另外,PVC 焚烧时放出的HCI 可很容易用碱中和。同时,即使城市垃圾中不含PVC ,焚烧它们时也必须净化焚烧炉的废气的。所以他们认为,当焚烧城市垃圾时或其他塑料时,没有必要消除其中所混杂的PVC。有些难于用机械法或化学法回收的PVC 复合材料制品,可以用焚烧法处理以回收HCl 及能量,据粗略估计,每焚烧1 t PVC ,可回收约0. 35 t HCI。此HCl 可用Ca (OH) 2 吸收,而生成的CaCl2 可用于熔化冬天道路的积雪。也可用NaOH 吸收,生成的NaCl可被电解生成Cl2 及NaOH ,NaOH 可循环使用,而Cl2 可再与乙烯制造氯乙烯,后者可再聚合为PVC。这样一来,相当于将废旧PVC 解聚为单体,单体再聚合为新PVC ,同时回收能量。上述用NaOH 吸收焚烧PVC 生成的HCl 的方法,称为闭路盐循环工艺,此工艺已在德国采用。PVC循环利用有：直接再生、改性再生、裂解及焚烧。一、聚氯乙烯瓶：由于未加增塑剂，硬质PVC制品是可以回收利用的。回收透明的PVC瓶再生为瓶级粒料用于非食品用途极富吸引力。其他硬质耐久制品由于分子量比瓶级PVC高，不能再生为可吹塑成型的。二、聚氯乙烯门窗：废弃PVC门窗料的来源主要有3个：①生产中的废料；②切割碎料及门窗安装施工中产生的废料；③旧门窗拆换中产生的废料。PVC门窗废料经收集、分选、除去玻璃和金属，清洁、粉碎后，可与新料一起通过共挤出工艺生产再生门窗型材。这种门窗型材的芯层由再生料制得，面层则由新料构成，芯层与面层融合在一起，形成不可分离的整

体。两部分的质量比为2：1，即再生料占了2／3。由100％新料构成的面层可以保证有足够的耐光性、耐候性及美观性，制得的门窗安装后与完全由新料制得的门窗没有区别。

参考文献

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