聚氯乙烯顆?；A(chǔ)知識課件

聚氯乙烯顆粒加工原材料基礎(chǔ)知識前言聚氯乙烯（簡稱PVC）屬于強(qiáng)極性聚合物，其分子間作用力大，導(dǎo)致其軟化溫度和熔融溫度較高，通常情況下改性ＰＶＣ樹脂的熔融溫度在160-210℃范圍之內(nèi)。PVC樹脂內(nèi)含有取代氯基，容易導(dǎo)致PVC單體脫HCL反應(yīng)，從而引起降解反應(yīng)。在加工過程中，純PVC粉經(jīng)過受熱后,性能極不穩(wěn)定，特別容易分解,在溫度達(dá)到90℃時(shí)開始輕微分解反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到120℃時(shí)就會發(fā)生明顯的分解反應(yīng)。分析PVC樹脂在經(jīng)過加熱過程中的兩個(gè)溫度變化（熔融溫度和分解溫度）。分解溫度低于熔融溫度，也就是說PVC樹脂在加熱時(shí)未熔融就已經(jīng)開始分解，因此PVC樹脂是無法用熱塑性方法加工成型的，必須要進(jìn)行改性加工后設(shè)計(jì)，讓其分解溫度高于熔融溫度，保證PVC樹脂在加工中可熔融流動而不分解,此時(shí)就需要加一些穩(wěn)定性能的改性劑或者是改變加工方法來防止性能分解。要改變?nèi)廴跍囟群头纸鉁囟?。只有兩種方法可行.一是降低加熱時(shí)的熔融溫度，辦法為加入一定量的增塑劑進(jìn)行塑化改性,并同時(shí)改變其加熱時(shí)的方法；二是提高PVC樹脂加工時(shí)本身的分解溫度，辦法是加入一定量的熱穩(wěn)定劑或相應(yīng)輔助穩(wěn)定劑來提高它的分解溫度。此外，根據(jù)它本身的性能要求還須加入一些其它助劑來協(xié)助改變它的特性。

第一章

改性聚氯乙烯顆粒原材料介紹

第一節(jié)聚氯乙烯樹脂第二節(jié)增塑劑第三節(jié)填充劑第四節(jié)穩(wěn)定劑第五節(jié)潤滑劑第六節(jié)著色劑第七節(jié)阻燃劑第八節(jié)特殊助劑

聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)合成種類分類懸浮法聚氯乙烯SPVC乳液法聚氯乙烯EPVC微懸浮法聚氯乙烯MSPVC本體法聚氯乙烯MPVC高分子量聚氯乙烯HPVC立體規(guī)整的結(jié)晶性聚氯乙烯交聯(lián)聚氯乙烯CLPVC氯化聚氯乙烯CPVC懸浮法聚氯乙烯SPVC的制作工藝、特性及用途懸浮法聚氯乙烯又名聚氯乙烯，英文名suspensionpolyvinylchloride,SPVC,suspensionPVC分子式〔CH2-CH〕n

n=500~1500Cl制作方法１、乙炔法乙炔和氯化氫混合，以氯化汞為催化劑，在溫度為170℃-190℃下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)氣體水洗、堿洗、加壓精制得純度為99.9%以上的氯乙烯單體,再在聚合釜中加入水、懸浮劑、引發(fā)劑及少量其它助劑攪拌聚合再經(jīng)過離心脫水、干燥而得。2、乙烯氧氯化法用乙烯與氯氣以三氯化鐵為催化劑，在液相中反應(yīng)生成二氯乙烷；再用乙烯與氯化氫、空氣在氧氯化反應(yīng)器中有催化劑三氯化鐵存在下反應(yīng)生成二氯乙烷；把這兩部分制得的二氯乙烷精制后在500℃溫度、（21-26）*105Pa壓力下裂解反應(yīng)生成氯乙烯單體，再在聚合釜中加入水、懸浮劑、引發(fā)劑及少量其它助劑攪拌聚合再經(jīng)過離心脫水、干燥而得。３、烯炔聯(lián)合法由石油裂解制取乙烯和乙炔，再將乙烯與氯氣反應(yīng)生成二氯乙烷，然后裂解得到氯乙烯和氯化氫，再用氯乙烯單體在聚合釜中加入水、懸浮劑、引發(fā)劑及少量其它助劑攪拌聚合再經(jīng)過離心脫水、干燥而得。乳液法聚氯乙烯EPVC的制作工藝、特性及用途乳液法聚氯乙烯又名聚氯乙烯、聚氯乙烯糊用樹脂、分散性聚氯乙烯，英文名emulsionpolyvinylchloride,polyvinylchloride,polyvinylchloridepasteresin,dispersionpolyvinylchloride,EPVC,PVC分子式〔CH2-CH〕n

n=500~1500Cl將一定比列的氯乙烯、水、引發(fā)劑、乳化劑、種子乳膠、pH值調(diào)節(jié)劑等加入聚合釜中，在攪拌和加熱（40-60℃)下使氯乙烯進(jìn)行聚合。為有利于種子乳膠粒徑的增長，氯乙烯單體和乳化劑溶液應(yīng)分批或連續(xù)加入。達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)化率（85%~95%）時(shí)停止聚合反應(yīng)，回收未聚合單體。所得聚合物乳膠經(jīng)噴霧干燥即得該產(chǎn)品。該產(chǎn)品特性是粒徑為0.1-1μm的白色粉狀,較疏松。無臭、無毒。常溫下對酸、堿和鹽類穩(wěn)定。塑化性能較好，可與增塑劑及其他助劑配混成糊料，在室溫下放置24h增浠黏度不超過20%，無沉析現(xiàn)象。用途：主要做糊狀樹脂用，適用于高速涂布等。微懸浮法聚氯乙烯MSPVC的制作工藝、特性及用途微懸浮法聚氯乙烯又名聚氯乙烯，英文名micro-suspensionpolyvinylchloride,MSPVC分子式〔CH2-CH〕n

n=500~1500Cl將氯乙烯單體、無離子水、乳化劑、油溶性引發(fā)劑和其它助劑進(jìn)行預(yù)混合均化，使含引發(fā)劑的氯乙烯均化成小液珠，再將均化物通入反應(yīng)釜升溫至聚合溫度，聚合所得乳膠噴霧干燥即得產(chǎn)品。該產(chǎn)品特性屬于白色粉末狀糊用樹脂，乳膠粒徑介于懸浮和乳液聚合樹脂之間，呈單峰連續(xù)分布，由其配制的糊料在高切變速率下黏度增高，涂裝性能較差。樹脂中含乳化劑量較少，糊料的熱穩(wěn)定性、脫氣性、吸水性以及對金屬的粘接性能較好，且生產(chǎn)的制品透明。用途：可制作各種聚氯乙烯糊料加工制品，還可做涂料、膠粘劑、密封材料、泡沫地板、電線電纜絕緣包皮等。本體法聚氯乙烯MPVC的制作工藝、特性及用途本體法聚氯乙烯又名聚氯乙烯，英文名masspolyvinylchloride,MPVC分子式〔CH2-CHCl〕n

n=500~1500本體法分為兩段聚合。第一段預(yù)聚合,在聚合釜中加入氯乙烯、引發(fā)劑于62-75℃溫度下強(qiáng)烈攪拌形成微珠；二段為聚合微珠的增長，把一段形成的微珠在另一個(gè)聚合釜中再加入氯乙烯、引發(fā)劑約60℃溫度下慢速攪拌形成微珠聚合，再經(jīng)過篩濾即得該產(chǎn)品。該產(chǎn)品的特性屬于白色準(zhǔn)球型非結(jié)晶多孔粉末，與懸浮法聚氯乙烯比較，含雜質(zhì)少、孔隙率高，吸收增塑劑快且多。用途：特別適合做透明產(chǎn)品和電器絕緣材料、排水管、地板、單絲人造革、薄膜、注塑產(chǎn)品等。立體規(guī)整的結(jié)晶性聚氯乙烯的制作工藝、特性及用途立體規(guī)整的結(jié)晶性聚氯乙烯又名聚氯乙烯，立體規(guī)整的聚氯乙烯，低溫法聚氯乙烯，英文名stereoregularcrystallinepolyvinylchloride分子式〔CH2CHClCH2CHClCH2CHCL〕n要求用低溫聚合法，在-80—0℃（最好是-20~-15℃）下加氯乙烯、引發(fā)劑、乳化劑、防凍劑和水等進(jìn)行反應(yīng)而得。該產(chǎn)品特性耐熱性和耐溶劑性好?？山?jīng)受130℃高溫，于150℃溫度中只收縮10%左右，因而可熨燙，但特別不好加工。用途：可用于擠出和注塑，特別適合做耐高溫水管、耐蒸煮消毒的醫(yī)療器材等。交聯(lián)聚氯乙烯CLPVC的制作工藝、特性及用途交聯(lián)聚氯乙烯又名聚氯乙烯，熱固性聚氯乙烯，英文名crosslinkedpolyvinylchloride,CLPVC分子式CH2CH2CHCLCHCLCH—A—CHCHCLCHCL制作工藝分輻射交聯(lián)法和化學(xué)交聯(lián)法。加入聚氯乙烯、多功能單體、引發(fā)劑、其它助劑加工成產(chǎn)品經(jīng)過輻照得輻射交聯(lián)PVC（此法不能加引發(fā)劑）；經(jīng)過化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)得化學(xué)交聯(lián)PVC。該產(chǎn)品特性是具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱固性塑料。且力學(xué)性強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱變形、耐磨、耐油、耐化學(xué)品性能好，可在80-110℃下連續(xù)使用，即使遇到320-380℃的烙鐵接觸，也不會造成絕緣層立即熔化。用途：主要制作耐高強(qiáng)度、耐高熱、耐高磨耗的電線電纜使用，如電飯煲、電磁爐、干燥器等。氯化聚氯乙烯CPVC的制作工藝、特性及用途氯化聚氯乙烯又名過氯乙烯樹脂，英文名chlorinatedpolyvinylchloride,CPVC分子式（CH-CH-CH2-CH）nClClCl制作工藝分溶液氯化法、懸浮氯化法、固態(tài)氯化法。把氯苯或氯代烷烴溶解并制得溶劑再加聚氯乙烯、氯氣、膨潤劑、水等反應(yīng)而成。該產(chǎn)品特性是具有良好的黏接性、難燃性、耐化學(xué)腐蝕性、耐老化性、耐絕緣性等。用途：溶液氯化法聚氯乙烯主要用于制作涂料、清漆、膠黏劑等；氯化法聚氯乙烯主要用于制作耐熱、酸、堿的管材和板材。PVC常用增塑劑的種類鄰苯二甲酸二（2-乙基）已酯，俗稱鄰苯二甲酸二辛酯DOP鄰苯二甲酸二正丁酯DBP鄰苯二甲酸二異辛酯DIOP鄰苯二甲酸二異丁酯DIBP鄰苯二甲酸二庚酯DHP鄰苯二甲酸二異癸酯DIDP對苯二甲酸二（2-乙基）已酯，俗稱對苯二甲酸二辛酯DOTP偏苯三酸三（2-乙基）已酯，俗稱偏苯三酸三辛酯TOTM已二酸二（2-乙基）已酯，俗稱已二酸二辛酯DOA癸二酸二（2-乙基）已酯，俗稱癸二酸二辛酯DOS環(huán)氧大豆油ESO環(huán)氧大豆油酸（2-乙基）已酯ESBO聚酯增塑劑UN610氯化石蠟S-52乙酰檸檬酸三丁酯ATBC鄰苯二甲酸二辛酯DOP的

特性及用途

它是目前增塑劑用量中最大的一種品種,外觀為無色或淡黃色油狀透明液體.與PVC樹脂相容性好,增塑效率高、揮發(fā)小、耐水及耐低溫性均佳。一般可耐低溫-15℃,密度0.986g/cm3、閃點(diǎn)219℃、酯含量99%-100.5%、酸值0.1mgKOH/g、色澤小于15。用途：可廣泛用于各種PVC產(chǎn)品。鄰苯二甲酸二異辛酯DIOP的

特性及用途

外觀為淡黃色油狀透明液體，耐揮發(fā)性好,耐油性及絕緣性優(yōu),耐低溫、耐熱性及增塑效率差，密度0.986g/cm3、閃點(diǎn)218℃、酯含量大于99%、酸值0.01mgkoh/g、色澤小于50。用途：常用于普通電纜料和人造革產(chǎn)品。鄰苯二甲酸二異丁酯DIBP的

特性及用途

外觀為無色透明液體,相容性好,價(jià)廉,揮發(fā)性和水抽出性差,對植物有害。密度1.038-1.042g/cm3、閃點(diǎn)177℃、酯含量99%、酸值小于0.1mgkoh/g、色澤小于50。用途:用于鞋類及日用品類。鄰苯二甲酸二庚酯DHP的

特性及用途

外觀為無色透明狀液體，加工性好、價(jià)廉、揮發(fā)性大，其性能介于DOP和DBP之間。密度0.99g/cm3、閃點(diǎn)193℃、酯含量99-100.5%、酸值小于0.1mgkoh/g、色澤小于30。用途:主要用于PVC人造革、片材、薄膜、地板革等。對苯二甲酸二辛酯DOTP的

特性及用途

外觀為無色透明狀液體，耐燃性、耐熱性都好于DOP，耐絕緣性比DOP高18倍左右。通常生產(chǎn)不含鄰苯二甲酸鹽的PVC改性產(chǎn)品。密度0.98g/cm3、閃點(diǎn)218℃、酯含量大于98.6%、酸值小于0.01mgkoh/g、色澤小于50。用途:主要用于PVC人造革、電線電纜、地板革、地板等。偏苯三酸三辛酯TOTM的

特性及用途

外觀為無色透明狀液體，耐燃性、耐熱性、耐久性、耐寒性、相容性都好，常用于做105℃和耐ABS性能的產(chǎn)品。密度0.99g/cm3、閃點(diǎn)219℃、酯含量大于99.8%、酸值小于0.01mgkoh/g、色澤小于30。用途：主要用于生產(chǎn)105度PVC電線電纜和部分耐熱產(chǎn)品用。環(huán)氧大豆油ESO的

特性及用途

具有優(yōu)良的耐光、耐熱、耐抽出性、耐絕緣性，且揮發(fā)性低，耐低溫性差。一般加2-5%，加入量過大易析出。密度0.985-0.99g/cm3、閃點(diǎn)280℃、環(huán)氧值大于60%、酸值小于0.5mgkoh/g、色澤小于100。用途：主要用于與其它增塑劑混合生產(chǎn),起穩(wěn)定性,便于加工等作用。環(huán)氧大豆油酸（2-乙基）已酯ESBO的特性及用途

具有優(yōu)良的耐光、耐熱、耐絕緣性、耐低溫性與鋇或鉻之內(nèi)的穩(wěn)定劑一起使用有協(xié)同作用。密度0.98-0.99g/cm3、閃點(diǎn)270℃、環(huán)氧值大于55%、酸值小于0.6mgkoh/g、色澤小于100。用途：主要用于與其它增塑劑混合生產(chǎn),起穩(wěn)定性,便于加工等作用。聚酯增塑劑UL610的特性及用途

此類增塑劑的突出優(yōu)點(diǎn)為耐熱性、耐久性、耐遷移性好，特別對耐油要求的產(chǎn)品極好；缺點(diǎn)是不易加工，塑化性差。用途：主要用于生產(chǎn)耐遷移性PS的產(chǎn)品。氯化石蠟S-52的特性及用途

其突出優(yōu)點(diǎn)為阻燃性和耐絕緣性好，價(jià)廉，但相容性差、增塑效率低且有毒性。密度1.235-1.255g/cm3、含氯量50%、酸值小于0.3mgkoh/g。用途：主要用作輔助增塑劑和替代液體阻燃劑用。乙酰檸檬酸三丁酯ATBC的特性及用途它是由食品級的果品制作而成，主要優(yōu)點(diǎn)為完全無毒，單價(jià)昂貴。用途：可用于食品和醫(yī)療產(chǎn)品及玩具產(chǎn)品用。第三節(jié)填充劑

填充劑是指在樹脂中加入低成本的填料或添加劑，其主要目的是降低塑料制品的成本。同時(shí)還可以改變制品的耐熱性、剛性、硬度、尺寸穩(wěn)定性、蠕變形、耐磨性、阻燃性、消煙性、降解性、耐水性、導(dǎo)電性等性能。塑料填充的最大缺點(diǎn)為在降低制品成本的同時(shí)，導(dǎo)致制品的某些性能的下降，甚至大幅度下降，最明顯的性能下降有加工流動性、透明性、制品表面光澤度等。填充劑中，碳酸鈣最多，可占總填充劑的70%左右。PVC常用填充劑有以下幾種。PVC常用填充劑的種類重質(zhì)碳酸鈣輕質(zhì)碳酸鈣納米碳酸鈣滑石粉云母高嶺土硅灰石硫酸鋇蒙脫土二氧化硅重質(zhì)碳酸鈣的制作工藝、特性及用途

重質(zhì)碳酸鈣簡稱重鈣，由天然方解石粉碎研磨而成，白度93以上，粒徑一般在2μm-100μm左右，也可達(dá)到納米級。以目數(shù)計(jì)量在200-5000目左右。比重分真比重和假比重，真比重在2.5-5左右,假比重為2.1-2.6左右。用途，主要用于各種塑料的填充改性使用，制造生活用品如牙膏、部分藥片等，是PVC最主要的填充劑之一。輕質(zhì)碳酸鈣的制作工藝、特性及用途

輕質(zhì)碳酸鈣簡稱輕鈣，由天然石灰石煅燒而成，白度90以上，粒徑一般在2μm-30μm左右，也可達(dá)到納米級。以目數(shù)計(jì)量在800-5000目左右。比重分真比重和假比重，真比重在2.5-3左右,假比重為2.0-2.4左右。用途，主要用于各種塑料的填充改性使用（如電線電纜、人造革、異型管材等），制造生活用品如牙膏、部分藥片、低檔涂料等。也是PVC最常用填充劑之一。納米碳酸鈣的制作工藝、特性及用途

納米碳酸鈣簡稱活性輕質(zhì)鈣，由石灰石煅燒后用藕聯(lián)劑或潤滑劑硬脂酸、PE蠟等作活化處理，再經(jīng)過沉淀處理干燥后而得，白度90以上，粒徑以納米計(jì)量。比重分真比重和假比重，真比重在2.5-2.8左右,假比重為1.9-2.3左右。用途，主要用于各種高檔塑料的填充改性使用（如電線電纜、人造革、薄膜等），制造生活用品如牙膏、藥片、高檔涂料、油漆等使用。高嶺土的制作工藝、特性及用途高嶺土是黏土的一種，又稱陶土。也是由特殊天然方解石經(jīng)過處理后煅燒而成。本身含有的結(jié)合水在高溫下方可除去，在空氣中極易吸水，所以用它時(shí)要特別注意防潮、防水，且外觀顏色偏深，單價(jià)昂貴。用途在PVC中只要加入10%的煅燒高嶺土，可提高絕緣5-10倍左右，還有對波長為7-25μm的紅外線有阻隔作用，用于農(nóng)用地膜還有保溫作用，還可用于高檔其它類型的熱塑性塑料。此外還可作為PP的成核劑等。

填充劑就介紹以上幾種PVC常用的產(chǎn)品。綜上所屬，填料在降低復(fù)合制品成本的同時(shí)，還可普遍提高其剛性、韌性、耐溫性和耐熱性等。使用過程中，要特別注意的是材料的細(xì)度、白度、材質(zhì)等是否相同；并同時(shí)注意雜質(zhì)的含量是否超標(biāo)。第四節(jié)穩(wěn)定劑前面已講，純PVC樹脂對熱極為敏感，溫度達(dá)到90℃時(shí)就開始輕微分解，達(dá)到120℃時(shí)就會很明顯的分解，發(fā)生脫HCL反應(yīng)，要改變此不良原因就只有加入穩(wěn)定劑對它進(jìn)行改性處理，同時(shí)還能抑制在光、氧、重金屬離子對聚氯乙烯產(chǎn)生老化，從而增加其穩(wěn)定性，延長其使用壽命。PVC的穩(wěn)定劑分為鉛鹽類、金屬皂類、有機(jī)錫類、鋇鋅穩(wěn)定劑、鈣鋅穩(wěn)定劑、紫外吸收劑、抗氧劑等。目前PVC常用穩(wěn)定劑有以下幾種。PVC常用穩(wěn)定劑的種類鈣鋅穩(wěn)定劑鋇鋅穩(wěn)定劑鉛鹽穩(wěn)定劑有機(jī)錫穩(wěn)定劑金屬皂類穩(wěn)定劑稀土穩(wěn)定劑復(fù)合穩(wěn)定劑有機(jī)輔助穩(wěn)定劑主要介紹目前我司使用的鈣鋅穩(wěn)定劑的特性鈣鋅穩(wěn)定劑是復(fù)合穩(wěn)定劑中的一種，主要由鈣和鋅、抗氧劑、抗紫外線劑、潤滑劑、鰲合劑等按一定比列再經(jīng)過攪拌混合而成。目前是生產(chǎn)環(huán)保PVC所用的主要穩(wěn)定劑。它的主要性能分剛果紅、耐熱性、耐析出性、老化性、抗氧性等。PVC粒中使用量與PVC粉比，一般為3%-5%，通常情況下，不能多加，加多了會影響到產(chǎn)品的加工溫度過高，且同時(shí)還會影響伸長率，加少了會造成老化性能通不過，外觀顏色不穩(wěn)定等。第五節(jié)潤滑劑

潤滑劑的作用是降低物料與加工設(shè)備之間的摩擦力，從而降低熔體的流動阻力、熔體黏度、提高熔體的流動性、增加表面光澤度。在不同的物料加工中，潤滑劑所起作用的側(cè)重點(diǎn)不同，如擠出成型應(yīng)提高產(chǎn)品加速流動和口模分離性；注塑成型應(yīng)提高產(chǎn)品加速流動和脫模性。PVC使用潤滑劑一般分為內(nèi)部滑劑硬脂酸和外部滑劑PE蠟PVC常用潤滑劑的種類

液體石蠟固體石蠟微晶石蠟高熔點(diǎn)石蠟聚乙烯蠟酯蠟E蠟EG蠟OP蠟O蠟硬脂酸硬脂酸皂二硬脂酸鎂二鹽基硬脂酸鉛脂肪酸酰胺硬脂酸丁酯單硬脂酸丁酯硬質(zhì)醇季戊四醇

PVC內(nèi)外潤滑劑的平衡標(biāo)準(zhǔn)滿足加工設(shè)備要求的塑化時(shí)間和熔入時(shí)的潤滑體系，也就是說潤滑平衡體系。在特定的加工設(shè)備上能經(jīng)濟(jì)、連續(xù)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的潤滑體系，即為內(nèi)、外潤滑平衡的體系。大致來說有以下幾點(diǎn)。

一、比較適合的容體流動性，PVC樹脂由于是強(qiáng)極性聚合物，所以溶體黏度很高，流動性差，極易受分解，提高溫度有利于降低黏度，但PVC又要求盡可能在較低的溫度下成型，所以通過加入內(nèi)、外潤滑劑來盡可能降低溶體黏度，增加其流動性、減少摩擦熱的生成。

二、比較適合的塑化時(shí)間，潤滑劑的功能不僅是為了減少摩擦力、增大樹脂流動性，它還有一個(gè)非常重要的功能，即調(diào)控塑化時(shí)間。

三、較適合的防黏性，因PVC是強(qiáng)極性的聚合物，對金屬表面有很強(qiáng)的黏附性。但塑料加工要求物料有適當(dāng)?shù)酿じ叫?，物料即不“打滑”影響輸送，又不黏附加工設(shè)備。潤滑劑的選擇選擇潤滑劑的一般原則要合理的兼顧PVC的流動性、防黏性、塑化效率、經(jīng)濟(jì)性等。選擇潤滑體系的一般實(shí)驗(yàn)程序1、標(biāo)準(zhǔn)樣2、調(diào)整加量比例來比較塑化時(shí)間（用流變儀測試）3、防黏性4、放大實(shí)驗(yàn)（在