优之佳美线槽百科 PVC材料的起源和发展
|历史发展
聚氯乙烯早在1835年就为美国V·勒尼奥发现,用日光照射氯乙烯时生成一种白色固体,即聚氯乙烯。
PVC在19世纪被发现过两次,Henri Victor Regnault首先在1835年发现了PVC,而后则是Eugen Baumann在1872年又发现了一次。两次机会中,这种聚合物都出现在被放置在太阳光底下的氯乙烯的烧杯中,以白色固体的形式存在。20世纪初,俄国化学家Ivan Ostromislensky和德国Griesheim-Elektron公司的化学家Fritz Klatte同时尝试将PVC用于商业用途,但究竟该如何加工这种有时坚硬、有时脆性的聚合物成为了他们的难题。
1912年,德国人Fritz Klatte合成了PVC,并成功地申请了专利,但是一直到专利过期,他都没有能够开发出合适的产品。
1926年,美国B.F. Goodrich公司的Waldo Semon合成了PVC并在美国申请了专利。在1926年,Waldo Semon和B.F. Goodrich Company通过加入各种助剂,开发出了塑化PVC的方法,使它成为更柔韧更易加工的材料。这种材料很快便得到了广泛的商业应用。
1914年,人们发现有机过氧化物可加速氯乙烯的聚合,1931年德国法该公司采用乳液聚合法实现聚氯乙烯的工业化生产。但真正使得PVC的实用化有了突破性发展是在1933年,W.L.西蒙提出用高沸点溶剂和磷酸三甲酚酯与PVC加热混合,使其加工成软聚氯乙烯制品。受此刺激,英国卜内门化学工业公司、美国联合碳化物公司及固特里奇化学公司几乎同时在1936年开发了氯乙烯的悬浮聚合及 PVC的加工应用。为了简化生产工艺,降低能耗,1956年法国圣戈邦公司开发了本体聚合法。1983年,其世界总消费量约11.1Mt,总生产能力约17.6Mt;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%。中国则于1956年开始进行PVC的生产。中国自行设计的 PVC生产装置首先在辽宁锦西化工厂进行试生产,而1958年起,3kt装置正式实现工业化生产,到1984年产量可达530.9kt。
PVC是三十年代初实现工业化的。从三十年代起,聚氯乙烯产量一直在世界塑料用量中占居第一位,直到六十年代后期,聚乙烯取代了聚氯乙烯为止。现聚氯乙烯塑料虽退居第二位,但产量仍占塑料总产量的四分之一以上。
六十年代以前,单体氯乙烯的生产工艺并不成熟,基本以电石乙炔为主,由于电石生产需耗大量电能和焦炭,成本高难以普及。六十年代初乙烯氧氯化法生产氯乙烯工业化后,各国转向了以更便宜的石油为原料。此外,由于聚氯乙烯的原料很大部分(约57%重量)是制碱工业必然伴生副产物氯气,不仅原料来源丰富,而且也是发展氯碱工业、平衡氯气的很重要的产品之一。所以聚氯乙烯在塑料中的比重虽有下降,但仍保持了较高的增长速度。
聚氯乙烯塑料制品应用非常广泛,但在七十年代中期,人们认识到聚氯乙烯树脂及制品中残留的单体氯乙烯(VCM)是一种严重的致癌物质,无疑在一定程度会影响聚氯乙烯的发展。不过人们已成功地通过增加螺旋板换热器等途径降低残留的VCM,使聚氯乙烯树脂中VCM会含量小于10ppm,达到卫生级树脂要求,扩大了聚氯乙烯的应用范围。甚至可使树脂中的VCM含量小于5ppm,加工后残留的VCM极少。对人体基本无害,可用作食品药包装和儿童玩具等。
|简介
PVC原材料即聚氯乙烯,英文简称PVC,是氯乙烯单体(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,它是世界上产量最大的塑料产品之一。
|属性
颜色:微黄色
透明度:半透明状,有光泽
密度:1.38 g/cm³
状态:固体
结构:-(CH2-CHCl)n-
|PVC材质种类
PVC主要分为软质PVC和硬质PVC。
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又被称为UPVC,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。
|特点
PVC材料具有阻燃性、高强度、耐气侯的变化性以及十分优良的稳定性,对氧化剂、还原剂和强酸都会有着很强的抵抗力。然而它还可以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材料的制作过程
PVC材料的制作过程主要包括以下几个步骤:
1. 聚氯乙烯原料的制备。聚氯乙烯原料通常由氯乙烯和苯乙烯单体组成。氯乙烯可以通过聚合反应生成聚氯乙烯,而苯乙烯单体可以通过单体聚合反应生成聚氯乙烯。
2. 聚合反应。聚氯乙烯原料经过加热、催化剂的作用下,会发生聚合反应,生成聚氯乙烯树脂。
3. 加工。聚氯乙烯树脂经过加工后,可以得到各种形状的塑料制品。加工过程包括熔融、挤出、注塑、压制等工艺。
4. 着色。为了赋予塑料制品不同的色彩,可以对聚氯乙烯树脂进行着色。常见的着色剂包括焦糖、氟化氢、紫外线辐射等。
|PVC、PE、PC、ABS、亚克力的区别
常见的塑料材质有PVC、PE、PC、ABS和亚克力等多种材质。
PVC材料(聚氯乙烯)为微黄色的半透明状粒料,它最大的特点就是绝缘阻燃性,同时具备防潮、隔热等优势。
PE材料(聚乙烯)是无臭、无毒、无味的白色粉末或颗粒,透气性较好但易燃,耐低温,它的最低使用温度为-70~-100℃,然而PVC材料遇低温则会脆性增强,可能遭遇破裂、脆裂等物理损耗。
PC材料(聚碳酸酯)为无色透明的绝缘材料,机械强度高,具有阻燃性,抗氧化性,但耐刮痕性较差,长期暴露于紫外线中会发黄。
ABS材料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)为不透明呈象牙色粒料,具有较高的强度和韧性,它对湿度、化学品和油脂的耐受性良好,但是ABS材料耐候性差、易受紫外线照射老化。
亚克力材料(PAMA/有机玻璃)透明、透光性好,化学稳定性和耐候性,表面硬度较高但不具备自熄性。
|鉴别方法
PVC常规鉴别方法一般有如下两种,即:
燃烧法鉴别
软化或熔融温度范围:75~90°C;
燃烧情况:点燃后自熄;
燃烧火焰状态:上黄下绿有烟;离火后情况:离火熄灭;气味:刺激性酸味。
这种方法是最简便和直接的,一般作为首选。
溶剂处理鉴别
通过将疑似PVC塑料加入以上溶剂中,观察塑料的溶解情况来判断是否为PVC。溶剂加热后,溶解效果会更明显
|主要应用
PVC材料价格便宜,应用十分广泛,根据不同的用途可以加入不同的添加剂,聚氯乙烯塑料可呈现不同的物理性能和力学性能,主要应用于以下的行业:
建筑装饰行业:PVC可用于生产墙板、天花板、线槽、地板、窗框等建筑装饰材料。PVC材料具有防水、防潮、隔热、防火等特性,使得它在建筑装饰行业中得到广泛应用。
化工行业:PVC可用于生产管道、储罐、阀门等设备,还可用于制作化学药品、塑料制品等。PVC材料具有耐腐蚀、耐热、耐压等特性,能够适应化工行业的复杂环境。
医疗行业:PVC可用于生产输液管、血袋、手套等医疗器械和用品。PVC材料具有良好的生物相容性、耐药品腐蚀性、耐温度和耐压性等特性,因此在医疗行业中得到广泛应用。
电子电气行业:PVC可用于生产电线电缆、插座、开关等电子电气材料。PVC材料具有良好的绝缘性能、耐电性能、耐热性能等特性,使得它在电子电气行业中得到广泛应用。
汽车和航空航天行业:PVC可用于制作汽车内饰、飞机内饰等。PVC材料具有良好的耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等特性,能够适应汽车和航空航天行业中的复杂环境。
包装行业:PVC可用于生产食品包装、药品包装等。PVC材料具有良好的耐腐蚀性、耐温性等特性,能够保证包装物的质量和安全性。
PVC的应用范围非常广泛,且在各个领域都有不可替代的作用。