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PVC聚氯乙烯材料性能解析
日期:2019-03-18  瀏覽量:519  來源:

PVC聚氯乙烯材料性能解析

聚氯乙烯(PVC)的燃燒特性為:難燃、離火即滅、火焰呈黃色,白煙,燃燒時塑料變軟發出氯的刺激性味。
聚氯乙烯樹脂是一種多組分的塑料,根據不同用途可以加入不同的添加劑,因此隨著組成的不同,其制品可呈現不同物理機械性能,如加入或不加入增塑劑就能使它有軟硬制品之分。總的來說PVC制品有耐化學穩定性、耐焰自熄、耐磨、消聲消震、強度較高、電絕緣性較好、價廉及材料來源廣、氣密性能好等優點。其缺點是熱穩定性能差,受光、熱、氧的作用容易老化。聚氯乙烯樹脂本身是無毒的,如果采用無毒的增塑劑、穩定劑等輔助材料制成的制品,對人畜無害。然而一般在市場上所見的聚氯乙烯制品所用的增塑劑、穩定劑大多數是有毒的,因此除注明無毒配方的產品外,均不能用來盛裝食品。
塑料原料
⒈物理性能
聚氯乙烯樹脂系無定型結構的熱塑性塑料。在紫外光下,硬PVC產生淺藍或紫白色的熒光,軟PVC則發出藍色或藍白色的熒光。溫度在20℃時折光率為1.544,比重為1.40,而加有增塑劑及填料的制品密度通常在1.15~2.00范圍內,軟質PVC泡沫塑料密度為0.08~0.48,硬質泡沫塑料為0.03~0.08。PVC吸水率不大于0.5%。
聚氯乙烯的物理機械性能取決于樹脂的分子量、增塑劑及填料的含量。樹脂分子量愈大,則機械性能、耐寒性、熱穩定性愈高,但加工溫度也要求高,成型比較困難;分子量低則與上述相反。填料含量增多,抗拉強度降低。
⒉熱性能
聚氯乙烯樹脂的軟化點接近于分解溫度。它在140℃時已開始分解,而在170℃時分解更加迅速。為了保證成型加工的正常進行,對聚氯乙烯樹脂規定了兩項最重要的工藝指標,即分解溫度和熱穩定度。所謂分解溫度就是大量放出氯化氫時的溫度,所謂熱穩定度就是在一定溫度條件下(通常是190℃)不大量放出氯化氫的時間。聚氯乙烯塑料長期暴露于100℃下,除非添加堿性穩定劑,否則也會分解,若超過180℃則快速分解。
大多數聚氯乙烯塑料制品的長期使用溫度不宜超過55℃,但特殊配方的聚氯乙烯塑料的長期使用溫度可達90℃。低溫下軟質聚氯乙烯制品會變硬。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,無滴落性。
⒊穩定性能
聚氯乙烯樹脂是一種較不穩定的聚合物,在光和熱的作用下也會降解,其過程是放出氯化氫,發生結構的變化,但程度比較輕。同時在機械力、氧、臭氣、HCl以及某些活性金屬離子存在時會加速分解。
聚氯乙烯樹脂脫去HCl后,在主鏈上產生了共軛雙鏈,顏色也會改變。而隨著氯化氫分解的數量增加,聚氯乙烯樹脂則由原來的白色變為黃色、玫瑰色、紅色、棕色以至黑色。
⒋電性能
PVC的電性能取決于聚合物中殘留物的數量、配方中各種添加物的類型和數量。PVC的電性能還與受熱情況有關:當加熱使PVC分解時,由于氯離子的存在而降低其電絕緣性,如果產生大量的氯離子不能為堿性穩定劑(如鉛鹽)所中和,則會導致其電絕緣性能明顯下降。PVC不象聚乙烯、聚丙烯這類非極性聚合物,它的電性能隨頻率和溫度而變,如介電常數隨頻率升高而降低。
⒌化學性能
聚氯乙烯有極良好的化學穩定性能,用以作為防腐材料極有價值。
PVC對大多數無機酸和堿是穩定的,受熱不溶解而被分解釋出氯化氫。與氫氧化鉀共沸制得棕色難溶的不飽和產物。PVC的溶解性與分子量大小及聚合方法有關。一般來說溶解度隨著聚合體分子量的增大而減小,乳液法樹脂比懸浮法樹脂的溶解性差。它可以溶解于酮類(如甲己酮、環己酮),芳香族溶劑(如甲苯、二甲苯),二甲基甲酰、四氫呋喃中。常溫下聚氯乙烯樹脂幾乎不溶于增塑劑,高溫下顯著溶脹,甚至溶解。
⒍加工性能
PVC是無定型高聚物,沒有明顯的熔點,加熱到120~150℃時具有可塑性。由于它熱穩定性較差,在該溫度下含有少量HCl放出,促使其進一步分解,故必須加入堿性的穩定劑和HCl而抑制其催化裂解反應。純PVC是硬質制品,需加入適量的增塑劑才能使其柔軟對于不同的制品還需加入諸如紫外線吸收劑、填充劑、潤滑劑、顏料、防霉劑等助劑以臻善PVC制品的使用性能。與其它塑料一樣,樹脂的性能決定制品的質量及加工條件。對PVC而言,與加工有關的樹脂性能有:顆粒大小、熱穩定性、分子量、魚眼、松密度、純度和外來雜質、孔隙率。對PVC糊狀還有糊料的粘度和膠化性能等,均應設法測定,便于掌握加工條件和制品質量。

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