前言:PVC塑料以其强大的功能和低廉的价格在很多方面得到应用,因而越来越多地受到人们的关注,为了让大家更清楚地了解什么是PVC塑料及PVC的相关知识,接下来一起走进PVC吧。
一、什么是PVC塑料
PVC塑料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。常见制品:板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。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。
PVC塑料可分为软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。
二、PVC塑料主要性能
1.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。
2.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,除非添加堿性稳定剂,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。
3.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
4.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堿性稳定剂(如铅盐)所中和,则会导致其电绝缘性能明显下降。PVC不象聚乙烯、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。
5.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对大多数无机酸和堿是稳定的,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。
6.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,故必须加入堿性的稳定剂和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
三、PVC塑料和普通塑料的区别
1、PVC的加工对一些添加剂的依赖非常大,PVC树脂粉本身并不能直接加工成任何制品,必须添加稳定剂,润滑剂,加工助剂等,软制品中增塑剂也是必须的。
2、PVC树脂本身和其他通用塑料,在合成过程重,可以不依赖石油副产物,因此,它几乎和石油产业链关系不像其他通用塑料大。
3、PVC材料在建材重使用比较大,因为他有一个明显优势,就是户外使用过程中,因为其分解机理不同,其本身的物理性能下降的程度要相对小的多,而且价格相对较低。
四、PVC塑料的分类
1.软质PVC
软PVC中含有柔软剂容易变脆,不易保存,所以其使用范围受到了局限。常见的软PVC一般运用于地板、天花板以及皮革的表层等。
2.硬质PVC
又被称为UPVC,或者PVC-U产品。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。其应用范围广泛:管道行业、给排水、阻燃电线缆套管、电器方面阻燃开关外壳、插座、型材方面、塑钢、部分挡泥板,保险杠 等等。
五、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,板金拼缝采用无毒矽胶进行密封,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。
六、PVC性能及识别
聚氯乙烯的燃烧特性为,难燃、离火即灭、火焰呈黄色,白烟,燃烧时塑料变软发出氯的刺激性味。
聚氯乙烯树脂是一种多组分的塑料,根据不同用途可以加入不同的添加剂,因此随着组成的不同,其制品可呈现不同物理机械性能,如加入或不加入增塑剂就能使它有软硬制品之分。总的来说PVC制品有耐化学稳定性、耐焰自熄、耐磨、消声消震、强度较高、电绝缘性较好、价廉及材料来源广、气密性能好等优点。其缺点是热稳定性能差,受光、热、氧的作用容易老化。聚氯乙烯树脂本身是无毒的,如果采用无毒的增塑剂、稳定剂等辅助材料制成的制品,对人畜无害。然而一般在市场上所见的聚氯乙烯制品所用的增塑剂、稳定剂大多数是有毒的,因此除注明无毒配方的产品外,均不能用来盛装食品。
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文章来源:俺搜小助手(塑料行情-资讯干货板块)
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