[工学]高分子材料教材 23 聚氯乙烯.pptVIP

第二章 热塑性塑料 第三节 聚氯乙稀（PVC） 3.1 PVC的聚合方法 3.2 PVC的结构（重点） 3.3 PVC的性能（重点） 3.4 PVC的降解（重点）与稳定技术 3.5 PVC的加工助剂 3.6 PVC的改性 3.1 聚乙烯的聚合与品种 一 PVC树脂与PVC塑料的定义 聚氯乙烯树脂是氯乙烯单体（vinyl chloride monomer, 简称VCM）在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。 PVC塑料是以PVC树脂为基料，与稳定剂、增塑剂、填料、着色剂及改性剂等多种助剂混合，经塑化、成型加工而成。 3.2 PVC的结构 一 链结构 1. 基本特征 PVC是VCM单体多数以头-尾结构相联的线形聚合物。 2. 异常（缺陷）结构与支链 Cl自由基非常活泼，能与聚合链进一步反应 PVC自由基链“尾咬” 3. 立构规整结构 二 聚集态结构 1. 基本特征 PVC是含有少量结晶结构的无定形聚合物。 影响PVCTg的因素: 三 PVC颗粒的形态结构 通过调整悬浮聚合时的配方和工艺条件，可以获得紧密型和疏松型PVC，颗粒尺寸50～250μm。 聚合温度对颗粒形态有显著影响：温度越低，获得的PVC颗粒就越疏松。 软PVC和硬PVC的概念 软PVC：增塑剂含量40%以上的PVC。 硬PVC：不含增塑剂或增塑剂含量10%的PVC。 通过调整悬浮聚合时的工艺，还可以获得球形PVC，颗粒呈圆球形，颗粒内部结构的疏松度介于紧密型和疏松型之间。适合制造大尺寸硬PVC制品。 3.2 PVC的性能 一 基本特征 聚氯乙烯为白色或淡黄色的粉末； 密度为1.35～1.45g.cm-3； 纯PVC的吸水率、透水率和透气率都很低；但增塑后会有较大幅度的提高。 二 力学性能 反增塑效应 在PVC中加入增塑剂可增加分子间的活动能力，提高柔顺性。然而，在硬质PVC中加入少量增塑剂，会出现“反增塑效应”。 纯PVC是一种较硬的塑料 但是PVC制品的硬度强烈依赖于增塑剂的用量。 随着增塑剂用量的增多： PVC逐步从硬质 半硬质 软质变化。 四 PVC的电性能 PVC的电绝缘性较好，但不如PP和PE； PVC的电性能受电场频率影响大； 主要与存在Cl极性基团有关； 适合用于中低压和低频绝缘材料。 六 PVC阻燃性 PVC分子中氯原子使PVC具有较好的阻燃性，但燃烧时会释放出有毒的物质。 小测验/作业 简要分析一下为什么高分子量的PVC适合用作软质PVC; 而低分子量的PVC适合用作硬质PVC? 提示：可从加工和力学性能的角度加以分析。 3.4 PVC的降解与稳定技术 一 降解机理 PVC分子链中的“缺陷”是导致降解的主要内因。 热、光、机械应力是导致PVC降解的外因。 热降解——离子机理(HCl自催化） 自由基机理（拉链式反应） 二 PVC降解的防护 中和HCl 取代不稳定的Cl原子 碱金属羧酸盐或碱土金属羧酸盐的“协同效应”。 2. PVC稳定剂的种类 3.5 PVC的加工助剂 一 增塑剂 PVC增塑剂的要求： 二 润滑剂 润滑剂可以减少加工中树脂颗粒间和熔体聚合物分子间摩擦产生的热效应，避免塑料对加工设备金属表面的黏着。 三其它助剂 阻燃剂——主要用于PVC软质品。 发泡剂——用来制造PVC泡沫塑料制品；有有机和无机化学发泡剂两大类。 填料——降低成本、提高制品力学性能。 3.6 PVC的改性 PVC的缺点 作业 PVC热稳定性差的原因? 铅盐类, 金属皂类热稳定剂提高PVC热稳定性的原理? 什么是金属皂类稳定剂的协同效应,其机理是什么? 比较PE,PP,PVC,PC和PC通用树脂的分子结构特性及聚集态特性的异同,根据他们微观结构特征的异同分析比较—(1:拉伸强度2:抗冲击强度3:耐热性4:热稳定性5:透明性6:绝缘性7:耐溶剂和 化学药品性8:阻燃性) 与PVC有很好的相容性 不易挥发，常压沸点400oC 润滑剂 内润滑剂 外润滑剂 与PVC相容性好 碳链长度短 减少分子间的极性作用力，常用的有：14～18C的硬质醇、硬脂酸、硬脂酸钙等。 与PVC相容性不好 碳链长度长 在加工设备表面与熔体间形成润滑膜，常用的有：28～32C的脂肪酸、低分子量PE、石蜡等。 软化点不高——耐热性不好 耐寒性差、抗冲强度低 易分解、热稳定性差。 PVC的改性 高分子量PVC （HWM-PVC) 分子量增大 分子链间规度提高 力学性能大幅度提高、耐热、耐寒性提高、热稳定性提高。 氯化PVC（CPVC)：提高PVC的氯含量 热变形温度、力学强度提高 热稳定性