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聚氯乙烯PVC










之聚滤乙烯论文

杨凌职业技术学院 药物与化工分院
石油化工生产技术 12009 班

姓名:唐伟伟 学号:12120930915

聚氯乙烯(Polyvinylchloride,PVC)
全名为

Polyvinylchlorid,主要成份为聚氯乙烯,色泽鲜艳、耐腐蚀、牢 固耐用,由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材 料来增强其耐热性,韧性,延展性等,故其产品一般不存放食品和药品。 它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。 它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。 据统计, 仅仅 1995 年一年, PVC 在欧洲的生产量就有五百万吨左右, 而其消费量则为五百三十万吨。 在德国,PVC 的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC 正以 4%的 增长速度在全世界范围内得到生产和应用。 近年来 PVC 在东南亚的增长 数度尤为显著,这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需 求。在可以生产三维表面膜的材料中,PVC 是最适合的材料。 PVC(聚氯乙烯),其单体的结构简式为 CH2=CHCl 化学和物理特性: 刚性 PVC 是使用最广泛的塑料材料之一。 PVC 其实是一种乙烯基的聚 合物质,其材料是一种非结晶性材料。PVC 材料在实际使用中经常加入 稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。具有不 易燃性、 高强度、 耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。 PVC 对氧化剂、 还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓 硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。 PVC 在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数,如果此参数不当 将导致材料分解的问题。 PVC 的流动特性相当差,其工艺范围很窄。特 别是大分子量的 PVC 材料更难于加工(这种材料通常要加入润滑剂改善

流动特性),因此通常使用的都是小分子量的 PVC 材料。 PVC 的收缩 率相当低,一般为 0.2~0.6%。 注塑模工艺条件 干燥处理:通常不需要干燥处理。 熔化温度:185~205℃ 模具温度:20~50℃ 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,一般要用相当地的注射速度。 流道和浇口:所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件,最 好使用针尖型浇口或潜入式浇口;对于较厚的部件,最好使用扇形浇口。 针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为 1mm;扇形浇口的厚度不能小 于 1mm。 典型用途:聚氯乙烯具有原料丰富(石油、石灰石、焦炭、食盐和天 然气)、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点,现已成为世 界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂,占世界合成树脂总消费量的 29%。聚氯乙烯容易加工,可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹 塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护 套等塑料软制品,供水管道,家用管道,房屋墙板,商用机器壳体,电 子产品包装,医疗器械,快艇护舷,也可生产板材、门窗和阀门等塑料 硬制品。 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。软质 PVC 多用来做成真空吸塑薄膜,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。 简单地说,盐的水溶液在电流作用发生化学分解。这一过程会产生氯、 苛性钠和氢气。精炼、裂化石油或汽油能产生乙烯。当氯和乙烯混合后, 就会产生二氯乙烯;二氯乙烯又可以转换产生氯化乙烯基,它是聚氯乙 烯的基本组成部分。聚合过程将氯化乙烯基分子连接在一起组成了聚氯 乙烯链。以这种方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末状。它是不能单独使用 的,但是可以与其它成分混合生成许多产品。 氯化乙烯基最初是在 1835 年在 Justus von Liebig 实验室合成出来的。 而聚氯乙烯是由 Baumann 在 1872 年合成的。 但是直到 20 世纪 20 年代 才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品,在接下来的 20 年内欧洲 才开始大规模生产。 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。但其耐热性较差,软化点为 80℃,于 130℃开始分解变色,并析出 HCI。

PVC 的特点及成型特性

比重: 1.38 克/立方厘米, 成型收缩率: 0.6-1.5%, 成型温度: 160-190℃。 特点:力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低. 适于制作薄板,电线电缆绝缘层,密封件等. 成型特性: 1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预 先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面 镀铬. 2.由于其腐蚀性和流动性特点,最好采用专用设备和模具。所有产品须 根据需要加入不同种类和数量的助剂。 3.极易分解,在 200 度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺 激性气体.成型温度范围小. 4.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有 镶件应预热.

PVC 有哪些污染? PVC 污染成因: 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 生致癌的二恶英而污染大气。 常规的 PVC 材料,如电线、电缆等是相当严重的污染源。在制造、使用 及废弃处理时,都会产生大量的二恶英、氯氢酸、铅等有害物质;PVC 材料燃烧时会发生很大的浓烟, 并产生有害的 HCL 气体; 而且大部分 PVC

材料中含有 Pb(铅)、Cd(镉)等(用作电缆稳定剂)多种有害重金属, 会对人体健康造成一定的危害;焚烧或掩埋后,会造成对土壤和水源的 污染。 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。目前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)。 PVC 常用添加剂 DEHP 的危害: 因 DEHP(邻苯二甲酸二酯)容易雾化, 其他乙烯基产品包括汽车内部、淋浴胶帘或铺地板物料等,也会释放有 毒气体入大气,而 DEHP 也易溶入油性液体中。另外,人们也开始关注 到,儿童若嘴嚼这些软塑玩具,会有添加剂渗出的安全问题。一些研究 表明,这添加剂也许令健康问题复杂化,但需要进一步研究。根据一些 医疗研究显示,PVC 增塑剂也许会导致慢性病:譬如硬皮病、胆管癌 (cholangiocarcinoma)、angiosarcoma、脑癌与 acrosteolysis 。2004 年,瑞典和丹麦学者组成的的研究小组发现,常用在 PVC 的邻苯二甲酸 酯 DEHP 和 BBzP,和儿童过敏有相当强烈的关连性。

对未增塑聚氯乙烯(U-PVC),由于不含增塑剂,不存在 DEHP 渗出,但是 加工过程中通常会加入稳定剂,目前大多数是铅盐稳定剂,铅是一种有毒 的物质,在使用过程中会有渗出,危害人体健康,同样不可忽视.目前已经有 非铅盐稳定剂,但成本高,还没有推广普及. 中国 PVC 市场的发展 近年来,中国聚氯乙烯(PVC)发展速度惊人,新建、扩建项目纷纷 上马,产能迅速扩大,产量大幅提高。1997-2006 年,中国 PVC 产能、 产量年均增长率分别高达 22.2%和 20.0%。 2006 年全国聚氯乙烯树酯累计产量为 8,238,583.86 吨;2007 年全国 聚氯乙烯树酯累计产量达到 9,716,783.63 吨; 2008 年 1-5 月全国聚氯乙 烯树酯累计产量为 4,028,666.03 吨。 2008-2012 年,全球聚氯乙烯(PVC)的市场需求有望以年均 4%的速 度快速增长,尤其是一些发展中国家,市场需求将呈现迅猛增长的态势。 中国聚氯乙烯树脂需求也将保持快速增长,特别是在建材方面,近年来 正处于高速增长期。随着中国市场国际化的步伐加大,聚氯乙烯树脂包 装材料和管材在水泥、化肥、粮食、食品、饮料、药品、洗涤剂、化妆 品等领域都将有广阔的发展空间,其需求量相应大幅度增长;另外,汽 车、通讯、交通领域对聚氯乙烯树脂的需求也呈高速增长,中国聚氯乙 烯树脂工业仍有较大的发展空间。 聚氯乙烯 PVC 期货 聚氯乙烯 PVC 期货聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,简称 PVC),是我国 第一、世界第二大通用型合成树脂材料,由于具有优异的难燃性、耐磨

性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加 工等特点,目前,PVC 已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一,在 工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛 应用,与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)和 ABS 统称 为五大通用树脂。 一、聚氯乙烯简介 聚氯乙烯是一种无毒、无臭的白色粉末。它的化学稳定性很高,具有 良好的可塑性。除少数有机溶剂外,常温下可耐任何浓度的盐酸、90% 以下的硫酸、50~60%的硝酸及 20%以下的烧碱,对于盐类亦相当稳定; PVC 的热稳定性和耐光性较差,在 140℃以上即可开始分解并放出氯化 氢(HCl)气体,致使 PVC 变色。PVC 的电绝缘性优良,一般不会燃烧, 在火焰上能燃烧并放出 HCl,但离开火焰即自熄,是一种“自熄性”、“难燃 性”物质。基于上述特点,PVC 主要用于生产型材、异型材、管材管件、 板材、片材、电缆护套、硬质或软质管、输血器材和薄膜等领域。

二、聚氯乙烯的分类 根据应用范围不同,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。通用型聚氯乙烯由于制备

方法简单、用途广泛,在现货市场上流通的绝大部分都是通用型的聚氯 乙烯树脂,而高聚合度的和交联的 PVC 树脂一般在特殊领域应用较多。 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)。 目前, 世界上多为乙烯法 PVC,而我国则主要以电石法 PVC 为主。 根据氯乙烯单体的聚合方法,聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、 本体法和溶液法之分。悬浮法以其生产过程简单,便于控制及大规模生 产,产品适宜性强,是 PVC 的主要生产方式,从世界范围内讲,悬浮法 PVC 的生产量约占总量的 80%。本体法不用水和分散剂,聚合后处理简 单,产品纯度高,但是存在聚合过程搅拌和传热的难题,生产成本较高, 属于淘汰类工艺,其生产能力不到总量的 10%,我国目前只有四川宜宾 天原采用本体法生产 PVC。乳液法聚合时以水为分散介质,制得的颗粒 较细,热稳定性和电绝缘性不佳,适宜糊树脂的生产,主要用于制造人 造革、浸渍手套、纱窗、水田靴、工具把手、壁纸、地板卷材、蓄电池 隔板和玩具等, 我国 PVC 糊树脂的产量不到 PVC 总产量的 4%。 溶液聚 合只用来生产涂料或特种产品。在美国,使用各种聚合方法生产的树脂 比例是:悬浮法 87.8%、乳液和微悬浮法 6.4%、本体聚合法 4.4%、溶 液法 1.4%。在我国,90%以上的 PVC 都是采用悬浮法制备生产的。 三、聚氯乙烯的生产工艺及成本分析 1.生产工艺 PVC 的生产主要有两种制备工艺,一是电石法,主要生产原料是电石、 煤炭和原盐;二是乙烯法,主要原料是石油。国际市场上 PVC 的生产主

要以乙烯法为主,而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制,则主要 以电石法为主,截至到 2007 年 12 月,电石法约占我国 PVC 总产能的 70%以上。 值得注意的是,在电石法制备 PVC 中,原盐电解后氯化氢用于生产 PVC,剩余的钠部分用于生产烧碱,所以,氯、碱实际上存在共生关系, 氯碱平衡也是整个行业发展过程中不得不考虑的重要因素。 2.成本分析 从生产成本角度分析,两种工艺在不同经济发展周期,成本差别较大。 通常情况下,在国际宏观经济高速发展阶段,由于油价较高,乙烯法生 产成本较高,电石法成本优势明显;而一旦国际经济进入衰退,油价将 在低位运行,电石法由于能耗较高,煤电油运等价格有支撑,成本优势 消失。自 2003 年以来,国际油价大幅攀升,使乙烯法 PVC 成本增加, 而电石法生产则受此影响较小,从而导致国内电石法 PVC 生产装置建设 的新一轮热潮,使电石法 PVC 产能急剧扩大,对乙烯法 PVC 生产形成 了极大挑战,许多乙烯法企业处于亏损边缘。但随着 2008 年 5 月之后原 油价格的持续下调,乙烯法的成本优势明显,电石法生产厂家微利运行, 甚或难以为继。 电石法成本构成主要由电石费用、氯化氢费用和水电费构成。国家标 准规定:生产 1 吨 PVC 消耗电石 1.45~1.5 吨, (一般以 1.45 计算,但 一般实际生产过程中消耗会高于这个比例,只有少数能达到标准),消 耗氯化氢气体 0.75~0.85 吨(一般以 0.76 计),每吨耗电量约 450~ 500kw?h,另有其它项目开支,如包装费、引发剂、分散剂、水费、管

理人员费用等因生产厂家和生产规模的不同而不尽相同。总体来讲,电 石法的成本构成分配比例约为:电石占 65~70%,氯化氢占 15%,电力 占 6%,其他制造费用占 6%。电石法的一个显著特点为耗电较高,不但 在生产 PVC 时要耗费电力,由焦炭制备电石也要消耗大量的电,如生产 1 吨电石约需消耗 3450 kw?h 的电、0.6 吨的焦炭和 0.9 吨的石灰石。 乙烯法成本的主要因素有乙烯消耗量、氯气消耗、耗电量、加工助剂、 管理人工费用等。乙烯法每生产 1 吨 PVC 要消耗乙烯 0.5 吨,消耗氯气 0.65 吨,两者约占成本的 60%左右。在原料成本中乙烯成本占了主要部 分,乙烯价格对聚氯乙烯的成本有较大影响。虽然乙烯法耗能量较电石 法低,但其设备投资却十分巨大,因此设备折旧在成本中所占比重较大。 而设备投资是固定的,因此乙烯、氯乙烯价格的变化是聚氯乙烯树脂价 格变动的主要因素。 四、聚氯乙烯的主要用途及产业链 1.聚氯乙烯异型材 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。在发达国家,塑料门窗的市场占有率也是高居首位, 如德国为 50%,法国为 56%,美国为 45%。 2.聚氯乙烯管材 在众多的聚氯乙烯制品中,聚氯乙烯管道是其第二大消费领域,约占 其消费量的 20%左右。在我国,聚氯乙烯管较 PE 管和 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.聚氯乙烯膜 PVC 膜领域对 PVC 的消费位居第三,约占 10%左右。PVC 与添加剂 混合、塑化后,利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜, 用这种方法加工薄膜,成为压延薄膜。也可以通过剪裁,热合加工包装 袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑 料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜,所受热收缩的特性,可用于收 缩包装。 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.聚氯乙烯包装材料 聚氯乙烯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。PVC 膜可用于 与其它聚合物一起共挤出生产成本低的层压制品,以及具有良好阻隔性 的透明制品。聚氯乙烯膜也可用于拉伸或热收缩包装,用于包装床垫、 布匹、玩具和工业商品。

7.聚氯乙烯护墙板和地板 聚氯乙烯护墙板主要用于取代铝制护墙板。聚氯乙烯地板砖中除一部 分聚氯乙烯树脂外,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.聚氯乙烯日用消费品 行李包是聚氯乙烯加工制作而成的传统产品,聚氯乙烯被用来制作各 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。服装用聚氯乙烯织物一般是吸附性 织物(不需涂布),如雨披、婴儿裤、仿皮夹克和各种雨靴。聚氯乙烯用于 许多体育娱乐品,如玩具、唱片和体育运动用品,目前聚氯乙烯玩具增 长幅度大,由于聚氯乙烯玩具和体育用品生产成本低,易于成型而占有 优势。


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