如何去除聚氯乙烯燃烧产生的烟味？
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PVC(聚氯乙烯(PVC)是过氧化物、偶氮化合物等中氯乙烯单体(VCM)的引发剂。或根据自由基聚合机理在光和热的作用下聚合的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯聚合物统称为氯乙烯树脂。
PVC为白色粉末，为无定形结构，支化度较小，相对密度约为1.4。当玻璃化转变温度为77~90℃和65，438+070℃时，开始分解[65，438+0]，对光和热的稳定性较差。在100℃以上或长时间暴露在阳光下，会分解产生氯化氢。
工业PVC的分子量一般在50000 ~ 110000范围内，具有很大的多分散性，分子量随着聚合温度的降低而增大。没有固定熔点，80 ~ 85℃开始软化，130℃变成粘弹性，160 ~ 180℃变成粘性。具有良好的力学性能，拉伸强度约为60MPa，冲击强度为5 ~ 10 kJ/m2。具有优异的介电性能。
PVC曾经是世界上最大的通用塑料，用途非常广泛。广泛应用于建材、工业品、日用品、地板革、地砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶子、发泡材料、密封材料、纤维等。
中文名
聚氯乙烯
外国名字
聚氯乙烯
颜色
浅黄色
其他属性
半透明有光泽
结构
(CH2-CHCl)n-
缩写
聚氯乙烯
目录
1组成结构
2历史演变
3个主要类别
4准备方法
聚合方法
聚氯乙烯的改性方法
聚氯乙烯改性的性能指标
可着色性
流动性
天气能力
稳定性
电性质
聚氯乙烯的发展现状
5发展前景
6聚氯乙烯的理化性能
7成型条件
硬质聚氯乙烯
软聚氯乙烯
8材料加工
9种主要用途
10新材料的研究
1.聚氯乙烯用塑料代替钢。
2.聚氯乙烯用塑料代替木材。
11识别方法
12主要危险
组成结构
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聚氯乙烯(PVC)是一种用一个氯原子代替聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料，是一种具有少量晶体结构的无定形聚合物。这种材料的结构如下:[―CH2―chcl ―] n . PVC是一种线型聚合物，其中VCM单体大多以头尾结构连接。碳原子以之字形排列，所有原子通过σ键连接。所有的碳原子都是sp3杂化的。
聚氯乙烯结构
PVC分子链中存在短的间规规整结构。随着聚合温度的降低，间规规整度增加。在PVC的大分子结构中，存在着头结构、支链、双键、烯丙基氯、叔氯等不稳定的结构，难以抵抗热变形和老化。假装交联后，这种缺点就可以消除了。
聚氯乙烯的立构规整结构
交联分为辐射交联和化学交联。
1.辐射交联。主要使用高能射线，一般是钴60辐射源产生的射线或电子加速产生的电子射线。然后加入交联助剂(具有两个或多个碳碳双键的单体)进行交联。但操作难度大，对设备要求高。
2.化学交联。三氮唑二硫代氨基甲酸酯(FSH)用于交联，交联机理是胺和巯基结合攻击碳-氯极性键发生取代反应。交联后，产品的耐紫外性、耐溶剂性、耐温性、冲击韧性等性能将得到全面提升。
历史的发展
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聚氯乙烯
早在1835年，美国的V. Regnaud就发现了PVC，当它被太阳光照射时，会产生一种白色固体，即PVC。
PVC在19世纪被发现了两次，一次是亨利·维克多·雷尼奥在1835，另一次是欧根·鲍曼在1872。在这两种情况下，聚合物出现在置于阳光下的氯乙烯烧杯中，并成为白色固体。20世纪初，俄罗斯化学家伊万·奥斯特罗斯林斯基(Ivan Ostromislensky)和德国化学家弗里茨·克拉特(Fritz Klatte)同时尝试将PVC用于商业用途，但难点在于如何加工这种坚硬且有时易碎的聚合物。
1912年，德国人Fritz Klatte合成了PVC，并在德国申请了专利，但在专利到期前无法开发出合适的产品。
1926，美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon合成了PVC，在美国申请了专利。Waldo Semon和B.F. Goodrich公司在1926中开发了一种通过添加各种添加剂来塑化PVC的方法，使其成为一种更灵活、更容易加工的材料，并很快得到了广泛的商业应用。
在1914中发现有机过氧化物可以加速氯乙烯的聚合。1931年，公司采用乳液聚合实现聚氯乙烯工业化生产。在1933中，W.L. Simon提出将高沸点溶剂、磷酸三甲苯酯与PVC加热混合可以加工软质PVC制品，在PVC的实际应用上取得了真正的突破。氯乙烯的悬浮聚合和PVC的加工应用几乎是在1936由英国不来梅化学工业公司、美国联合碳化物公司和古特里奇化学公司同时开发的。为了简化生产工艺，降低能耗，法国圣戈班公司1956开发了本体聚合。1983年，世界总消费量约为11.1Mt，总产能约为17.6 mt；；是仅次于聚乙烯产量的第二大塑料品种，约占塑料总产量的15%。中国设计的PVC生产装置于1956年在辽宁锦西化工厂投产试生产，1958年3kt装置正式工业化，1984年产量530.9kt。
聚氯乙烯是在20世纪30年代早期工业化的。自20世纪30年代以来，很长一段时间，PVC的产量一直居世界塑料消费量的首位。20世纪60年代末，聚乙烯取代了聚氯乙烯。虽然PVC塑料现在退居第二位，但产量仍占塑料总产量的四分之一以上。
20世纪60年代以前，氯乙烯单体的生产主要以电石和乙炔为基础，消耗大量的电和焦炭，成本高。20世纪60年代初乙烯氧氯化生产氯乙烯工业化后，各国转而使用更便宜的石油作为原料。此外，由于PVC的很大一部分原料(约57%重量)是制碱工业不可避免的副产品氯气，因此它不仅原料丰富，而且是发展氯碱工业和平衡氯气的非常重要的产品之一。因此，PVC在塑料中的比重虽然有所下降，但仍保持较高的增长速度。
PVC塑料制品应用广泛，但在20世纪70年代中期，人们意识到PVC树脂及制品中残留的单体氯乙烯(VCM)是一种严重的致癌物，这无疑会在一定程度上影响PVC的发展。但人们通过汽车等手段成功降低了残留的VCM，使PVC树脂中的VCM含量小于10ppm，满足了卫生树脂的要求，扩大了PVC的应用范围。甚至树脂中的VCM含量可以小于5ppm，加工后剩下的VCM非常少。对人体基本无害，可用作食品药品包装和儿童玩具。
主要分类
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根据应用范围的不同，聚氯乙烯可分为:通用型聚氯乙烯树脂、高聚合度聚氯乙烯树脂和交联型聚氯乙烯树脂。通用PVC树脂是氯乙烯单体在引发剂作用下聚合而成；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入扩链剂聚合而成的树脂；交联聚氯乙烯树脂是在氯乙烯单体的聚合体系中加入含二烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。
按获得氯乙烯单体的方法可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法(乙烯法和进口单体法统称乙烯法)。
根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类:悬浮聚氯乙烯，乳液聚氯乙烯，本体聚氯乙烯和溶液聚氯乙烯。悬浮法PVC是最大的品种，约占PVC总产量的80%。悬浮聚氯乙烯按绝对粘度分为六种:XS-1，XS-2...XS-6；XJ-1，XJ-2，XJ-6 .模型中每个字母的含义:X-悬浮法；S-松散型；J-紧凑型。
根据增塑剂的含量，PVC塑料常分为:增塑剂含量为0的未增塑PVC；增塑剂含量小于10%的硬质聚氯乙烯；增塑剂含量为10-30%的半硬质PVC增塑剂含量为30-70%的软质PVCPVC糊塑料，增塑剂含量在80%以上。
制备方法
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聚氯乙烯
聚氯乙烯可以由乙烯、氯气和催化剂通过取代反应制得。PVC因其耐火耐热的特性，被广泛应用于各行各业的各类产品中:电线护套、光纤护套、鞋子、手袋、箱包、饰品、招牌和广告牌、建筑装饰制品、家具、饰品、滚轮、管材、玩具(如意大利著名的“罗迪”跳马)、门帘、卷帘门、辅助医疗用品、手套、某些食品的保鲜等。
聚合方法
聚氯乙烯是通过自由基加成聚合制备的。聚合方法主要分为悬浮聚合、乳液聚合和本体聚合，以悬浮聚合为主，约占PVC总产量的80%。向反应釜中加入纯水、液化VCM单体和分散剂，然后加入引发剂和其他添加剂。加热到一定温度后，VCM单体发生自由基聚合，生成PVC颗粒。连续搅拌使颗粒大小均匀，并使生成的颗粒悬浮在水中。此外，还有一种微悬浮法生产的PVC糊用树脂，产品性能和成糊性能良好。
①悬浮聚合将单体以液滴的形式悬浮分散在水相中，选用的油溶性引发剂溶解在单体中。聚合反应在这些液滴中进行，聚合反应的热量及时被水吸收。为了确保这些液滴以珠子的形式分散在水中，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素和羟乙基纤维素。引发剂主要是有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己基酯、过氧化二碳酸二乙基己基酯、偶氮二异庚腈和偶氮二异丁腈。聚合在带有搅拌器的聚合釜中进行。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔回收单体。然后流入混合釜，水洗，离心，脱水，干燥，得到树脂成品。氯乙烯单体应尽可能从树脂中去除。食品包装用PVC中游离单体含量应控制在65438±0 ppm以下。为了获得具有特定分子量和分子量分布范围的树脂，防止爆炸聚合，必须控制聚合过程中的温度和压力。树脂的粒径和粒径分布由搅拌速度和悬浮稳定剂的选择和用量控制。树脂的质量由粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙率、鱼眼、热稳定性、颜色、杂质含量和无粉流动性来表征。聚合反应
聚氯乙烯(PVC)防水膜
反应釜是主要设备，在钢釜体内用不锈钢或搪瓷衬里，配有搅拌器和控制温度的传热夹套，或内冷排气管和回流冷凝器。为了降低生产成本，反应釜的容积从几立方米逐渐发展到十几立方米，最大的达到了200立方米(釜式反应器)。聚合釜重复使用后应除垢。通过使用聚乙烯醇和纤维素醚作为悬浮稳定剂制备的PVC通常是疏松的、多孔的且具有大的表面积，并且易于吸收增塑剂和增塑剂。
(2)乳液聚合是最早工业化生产PVC的方法。乳液聚合时，除水和氯乙烯单体外，还应加入烷基磺酸钠等表面活性剂作为乳化剂，使单体分散在水相中形成乳液，可使用水溶性过硫酸钾或过硫酸铵作为引发剂，也可使用“氧化-还原”引发体系。聚合过程不同于悬浮法。还有聚乙烯醇作为乳化稳定剂，十二烷基硫醇作为调节剂，碳酸氢钠作为缓冲剂。聚合方法有三种:间歇法、半连续法和连续法。聚合产物为乳液，乳液粒径为0.05 ~ 2微米，可直接应用或喷雾干燥成粉末树脂。该乳液聚合方法具有聚合周期短、易于控制、分子量高、聚合度均匀的优点，适用于制造PVC糊、人造革或浸渍制品。乳液聚合配方复杂，产品杂质含量高。
③本体聚合聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框架搅拌器的卧式聚合釜组成。聚合分两步进行。单体和引发剂在预聚合釜中预聚合1h生成种子粒子，此时转化率达到8% ~ 10%，然后流入第二段聚合釜，加入与预聚物等量的单体继续聚合。当转化率达到85% ~ 90%时，排出残留单体，然后粉碎过筛，得到成品。树脂的粒径和形状由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。该方法生产工艺简单，产品质量好，生产成本低。
聚氯乙烯的改性方法
PVC树脂是一种极性无定形聚合物，密度为1.380 g/cm3，玻璃化转变温度为87℃，因此热稳定性差，加工困难。不能直接使用，必须改性混合，加入相关添加剂和填料后才能使用。然而，由于添加剂和填料的类型和分数不同，PVC材料的性能和要求也不同。我们通常称之为PVC配方，严格来说是PVC改性配方，PVC只有改性后才能使用。这种材料通常被归类为聚合物改性材料。高分子材料的改性主要集中在通用塑料的高性能化、单组分材料向多组分材料(合金、共混、复合)的转变、材料的功能化、性能和价格的优化。改性方法主要有化学改性、填充改性、增强改性、* *混合改性和纳米复合改性。改性的基本原理是通过添加剂赋予材料功能或改善某些性能。[2]所以PVC配方的技术决定了一个工厂的技术和生产能力。
一般PVC要先改性造粒。经螺杆挤出机制备成颗粒后，塑化更充分，更易加工，尤其是采用注塑技术的产品。螺杆挤出机是塑料成型最重要的设备之一。它通过外部的动力传递和外部加热元件的传热，进行塑料固体的输送、压实、熔融、剪切、混合和挤出成型。螺杆挤出机在塑化造粒机械和成型加工机械中都起着重要的作用。严格来说，有特殊要求的PVC产品和PVC改性配方都是根据客户要求量身定做的。PVC生产中也有* * *聚衍生。这类改性品种包括氯乙烯* * *聚合物、聚氯乙烯* *混合物和氯化聚氯乙烯[3]。
聚氯乙烯改性的性能指标
可着色性
PVC热稳定性差，耐光性差。氯化氢在150℃开始分解，与增塑剂含量发生不良反应。此外，颜料对PVC的影响还体现在颜料是否与PVC及构成PVC产品的其他成分发生反应，以及颜料本身的耐迁移性和耐热性。着色剂中的一些成分可能会促进树脂的降解。例如，铁离子和锌离子是PVC树脂降解的催化剂。因此，使用氧化铁(红、黄、棕、黑)颜料或氧化锌、硫化锌、立德粉等白色颜料会降低PVC树脂的热稳定性。一些着色剂可能会与PVC树脂的降解产物发生反应。比如群青颜料耐酸性差，所以在PVC着色过程中，会与PVC分解产生的氯化氢相互作用，失去应有的颜色。所以在PVC着色方面，考虑到所用树脂和相关添加剂的特性，结合颜料的特性。选择着色剂时应注意以下问题。[4]
1，颜料中的一些金属离子会促进PVC树脂的热氧化分解如图1所示。
测量方法是带颜料的聚乙烯加热到180℃时的色相变化。因为颜料中含有金属离子，加速了PVC的分解，导致色相变化。同时也要注意，同样加入湖红可以使PVC的色差不同，如含钙，色差小；含锰时色差很大，这是由于锰等金属对PVC脱氯化氢的促进作用。
硫化物着色剂(如镉红、黄等。)用于PVC着色，由于着色剂分解可能会释放硫化氢。这种着色剂不应与铅稳定剂混合，以免产生黑色硫化铅。
2.颜料对聚氯乙烯电绝缘性的影响
PVC作为电缆料，和聚乙烯一样，要考虑着色后的电气性能。特别是PVC的绝缘性比聚乙烯差，所以颜料的影响更大。表明用无机颜料着色的PVC的电绝缘性优于有机颜料(炉黑和锐钛矿型钛白粉除外)。
流动性
迁移仅发生在增塑的PVC产品中，并且当使用染料或有机颜料时。所谓迁移，就是周围溶剂中的一些可溶性染料或有机颜料通过增塑剂渗透到PVC制品表面，那些溶解的染料(颜料)颗粒也被带到制品表面，导致渗色、溶剂渗色或蒙砂。[5]
另一个问题是“缩放”。是指着色剂在着色加工过程中，由于与被着色物体相容性差或不相容而从体系中释放出来，沉积在加工设备表面(如挤出机机筒内壁、模孔内壁)。
天气能力
指颜料承受各种气候的能力。这些因素包括可见光和紫外线、湿度、温度、大气氯化和产品使用过程中遇到的化学物质。最重要的耐候性包括坚牢度、抗粉化性和物理性能的耐久性。但是有机颜料因为结构不同而有好有坏。另外，在含有白色颜料的配方中，颜料的耐候性会受到严重影响。
色素的褪色、变暗或变色一般是由色素的反应基因引起的。这些活性基因可以与大气中的水分或化学试剂(酸和碱)相互作用。比如镉黄在水和阳光的作用下会褪色，丽素红耐光性好，适合大部分室内使用，但在有酸碱成分的室外使用会褪色严重。
脱氯化氢的测定方法参照JIS-K-6723，测定温度为180℃。基于未着色PVC复合材料的脱氯时间，延长或延迟时间为5%和10%区间，负值表示加速分解。
稳定性
PVC树脂的软化点较低，约为75-80℃，脆性温度低于-50~-60℃。大部分产品长期使用温度不超过55℃，特殊配方可达90℃。如果PVC树脂是头对头界面的纯线性结构，内部没有支链和不饱和键，那么即使C-Cl键能比较小，PVC树脂的稳定性也应该比较高。而高纯度的PVC树脂即使在100℃以上或长时间暴露在紫外线下，氯化氢气体也会开始逸出。说明其分子结构中存在尖锐基团或不稳定结构。时间越长，降解越多，温度越高，降解速度越快，在氧气或空气存在下降解速度越快。[6]
电性质
聚氯乙烯是一种极性聚合物，对水等导电物质的亲和力很大，因此其电阻小于非极性聚烯烃，但仍具有较高的体积阴极和击穿电压。PVC的极性基团直接连接到主链上。在玻璃化转变温度以下，偶极段受到冻结结构主链原子的限制而不能移动，因此不产生偶极极化，可在室温下用作高频绝缘材料。当用于电线绝缘时，悬浮树脂的电绝缘比