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聚氯乙烯材料性能总结

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聚氯乙烯材料性能总结

发布日期:2021-04-09 作者:来源于网络 点击:

PVC塑料-名称

中文名:聚氯乙烯

英文名:polyvinyl chloride

PVC塑料性质

密度 1380 kg/m3

杨氏弹性模量(E) 2900-3400 Mpa

拉伸强度(σt) 50-80 Mpa

Elongation @ break 20-40%

Notch test 2-5 kJ/m2

玻璃转变温度 87℃

熔点 212℃

Vicat B1 85℃

导热率 (λ) 0.16 W/m.K

热膨胀系数 (α) 8 10-5 /K

热容 (c) 0.9 kJ/(kg•K)

吸水率 (ASTM) 0.04-0.4

Price 0.5-1.25

干燥处理:通常不需要干燥处理。

熔化温度:185~205C 

模具温度:20~50C

注射压力:可大到1500bar 

保压压力:可大到1000bar 

注射速度:为避免材料降解,一般要用相当快地的注射速度。

PVC塑料-概述

PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3,软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层,但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别),容易变脆,不易保存,所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂,因此柔韧性好,易成型,不易脆,无毒无污染,保存时间长,因此具有很大的 开发应用价值。下文均简称PVC。

PVC的本质是一种真空吸塑膜,用于各类面板的表层包装,所以又被称为装饰膜、附胶膜,应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大,为60%,

其次是包装行业,还有其他若干小范围应用的行业。

PVC塑料性能

⒈物理性能

聚氯乙烯树脂系无定型结构的热塑性塑料。在紫外光下,硬PVC产生浅蓝或紫白色的荧光,软PVC则发出蓝色或蓝白色的荧光。温度在20℃时折光率为1.544,比重为1.40,而加有增塑剂及填料的制品密度通常在1.15~2.00范围内,软质PVC泡沫塑料密度为0.08~0.48,硬质泡沫塑料为0.03~0.08。PVC吸水率不大于0.5%。

聚氯乙烯的物理机械性能取决于树脂的分子量、增塑剂及填料的含量。树脂分子量愈大,则机械性能、耐寒性、热稳定性愈高,但加工温度也要求高,成型比较困难;分子量低则与上述相反。填料含量增多,抗拉强度降低。

⒉热性能

聚氯乙烯树脂的软化点接近于分解温度。它在140℃时已开始分解,而在170℃时分解更加迅速。为了保证成型加工的正常进行,对聚氯乙烯树脂规定了两项最重要的工艺指标,即分解温度和热稳定度。所谓分解温度就是大量放出氯化氢时的温度,所谓热稳定度就是在一定温度条件下(通常是190℃)不大量放出氯化氢的时间。聚氯乙烯塑料长期暴露于100℃下,除非添加碱性稳定剂,否则也会分解,若超过180℃则快速分解。

大多数聚氯乙烯塑料制品的长期使用温度不宜超过55℃,但特殊配方的聚氯乙烯塑料的长期使用温度可达90℃。低温下软质聚氯乙烯制品会变硬。聚氯乙烯分子中由于含有氯原子,因此它和它的共聚物一般能耐燃耐焰,具有自熄性,无滴落性。 

⒊稳定性

聚氯乙烯树脂是一种较不稳定的聚合物,在光和热的作用下也会降解,其过程是放出氯化氢,发生结构的变化,但程度比较轻。同时在机械力、氧、臭气、HCl以及某些活性金属离子存在时会加速分解。

聚氯乙烯树脂脱去HCl后,在主链上产生了共轭双链,颜色也会改变。而随着氯化氢分解的数量增加,聚氯乙烯树脂则由原来的白色变为黄色、玫瑰色、红色、棕色以至黑色。

⒋电性能

PVC的电性能取决于聚合物中残留物的数量、配方中各种添加物的类型和数量。PVC的电性能还与受热情况有关:当加热使PVC分解时,由于氯离子的存在而降低其电绝缘性,如果产生大量的氯离子不能为碱性稳定剂(如铅盐)所中和,则会导致其电绝缘性能明显下降。PVC不像聚乙烯、聚丙烯这类非极性聚合物,它的电性能随频率和温度而变,如介电常数随频率升高而降低。

⒌化学性能

聚氯乙烯有极良好的化学稳定性能,用以作为防腐材料极有价值。PVC对大多数无机酸和碱是稳定的,受热不溶解而被分解释出氯化氢。与氢氧化钾共沸制得棕色难溶的不饱和产物。PVC的溶解性与分子量大小及聚合方法有关。一般来说溶解度随着聚合体分子量的增大而减小,乳液法树脂比悬浮法树脂的溶解性差。它可以溶解于酮类(如甲己酮、环己酮),芳香族溶剂(如甲苯、二甲苯),二甲基甲酰、四氢呋喃中。常温下聚氯乙烯树脂几乎不溶于增塑剂,高温下显著溶胀,甚至溶解。

⒍加工性能

PVC是无定型高聚物,没有明显的熔点,加热到120~150℃时具有可塑性。由于它热稳定性较差,在该温度下含有少量HCl放出,促使其进一步分解,故必须加入碱性的稳定剂和HCl而抑制其催化裂解反应。纯PVC是硬质制品,需加入适量的增塑剂才能使其柔软对于不同的制品还需加入诸如紫外线吸收剂、填充剂、润滑剂、颜料、防霉剂等助剂以臻善PVC制品的使用性能。与其它塑料一样,树脂的性能决定制品的质量及加工条件。对PVC而言,与加工有关的树脂性能有:颗粒大小、热稳定性、分子量、鱼眼、松密度、纯度和外来杂质、孔隙率。对PVC糊状还有糊料的粘度和胶化性能等,均应设法测定,便于掌握加工条件和制品质量。

PVC塑料改性 

⒈共聚反应改性

在氯乙烯主链中导入其单体共聚合,得到的是包括两种单体链节的新型聚合物,这种聚合物称为共聚物。目前氯乙烯与其它单体的共聚物主要品种和性能如下:

⑴乙烯—醋酸乙烯酯共聚物:醋酸乙烯酯单体的引入可起到一般增塑剂的作用,也即所谓“内增塑”,可以避免一般增塑剂的挥发、迁移、抽出等缺点,还可以降低熔融粘度、降低加工温度、改进加工性能。一般共聚物中的醋酸乙烯酯含量为3~14%。氯乙烯—醋酸乙烯酯共聚物的主要缺点是拉伸强度、热变形温度、耐磨性、化学稳定性和热稳定性有所降低。

⑵乙烯—偏氯乙烯共聚物:这种共聚物的塑化性、软化温度、溶解性等及分子内增塑作用与氯乙烯—醋酸乙烯酯共聚物基本相同。其最大的特点是水和气体透过率小,在酮类溶剂中溶解度高,并能耐芳烃的稀释作用,因而可有效地用于涂层。此外,还用来制造收缩薄膜。由于耐热、光稳定性比氯乙烯—醋酸乙烯酯共聚物差,单体成本较高,所以在应用上没有氯乙烯—醋酸乙烯酯广泛。

⑶乙烯—丙烯酸酯共聚物:这种共聚物的内增塑作用与氯乙烯—醋酸乙烯酯相当,热稳定性较好,可用于制造硬质和软质制品,改进加工性、耐冲击性和耐寒性等。还可以用于涂层、粘结等。

⑷乙烯—马来酸酯共聚物:这种共聚物中马来酸酯含量为15%左右,内增塑作用与氯乙烯—丙烯酸酯相似。具有较好的加工性能。物理机械性能降低较小,耐热性比一般共聚物高。

⑸乙烯—烯烃共聚物:将乙烯、丙烯等烯烃单体共聚合,可制得流动性、热稳定性、抗冲性、透明性、耐热性等优异的共聚树脂。

⒉共混溶改性

在聚氯乙烯相内混炼导入异种高分子相—高聚物共混熔是一种简便而有效的改性方法,并在实际生产中已积累经验。一般是将两种或两种以上不同的高聚物共混熔时,可以制备兼有这些高聚物性质的混合物。为了改进硬质聚氯乙烯的流动性、冲击性能等,目前常用的共混高聚物有:丙烯腈—丁二烯—苯乙烯(ABS),其主要是提高冲击强度。甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯(MBS),除耐气候性外,其余各项性能都近乎于理想,特别是抗冲击强度,只要加入少量就可大大提高。氯化聚乙烯(CPE)可以提高抗冲击强度,若加入20%用量,冲击强度就可非常高。乙烯—醋酸乙烯酯(EVA)可提高冲击强度。为了改进软质聚氯乙烯在使用过程中增塑剂的挥发、迁移、抽出等常用的共混高聚物有:丁腈橡胶(NBR)、氯化聚乙烯(CPE)、氯乙烯—丙烯酸酯、马来酸双辛酯等的共聚物、乙烯—醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯—醋酸乙烯酯—氯乙烯共聚物等。

⒊接枝反应聚合

在聚氯乙烯侧链上导入其它单体或在异种高聚物侧链上导入氯乙烯链,这种改性叫接枝反应聚合。

⒋低温聚合

改变聚氯乙烯主链内链节的排列,或改变聚氯乙烯链间的排列即改变聚合方法,这种改性叫低温聚合。

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