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PVC聚氯乙烯材料性能解析
日期:2019-03-18  浏览量:166  来源:

PVC聚氯乙烯材料性能解析

聚氯乙烯(PVC)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。
塑料原料
⒈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。
⒉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,除非添加碱性稳定剂,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。
⒊稳定性能
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。
⒋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碱性稳定剂(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。
⒌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对大多数无机酸和碱是稳定的,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。
⒍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,故必须加入碱性的稳定剂和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。

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