聚氯乙烯(Polyvinyl chloride)，英文簡(jiǎn)稱PVC，是氯乙烯單體(VCM)在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹脂。

　　PVC為無定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小，玻璃化溫度77~90℃，170℃左右開始分解 ，對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，在100℃以上或經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光曝曬，就會(huì)分解而產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色，物理機(jī)械性能也迅速下降，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。

　　工業(yè)生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬～11萬范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加，無固定熔點(diǎn)，80～85℃開始軟化，130℃變?yōu)檎硰棏B(tài)，160～180℃開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài);有較好的機(jī)械性能，抗張強(qiáng)度60MPa左右，沖擊強(qiáng)度5～10kJ/m2;有優(yōu)異的介電性能。

　　PVC曾是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，應(yīng)用非常廣泛。在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。

　　聚氯乙烯是一種使用一個(gè)氯原子取代聚乙烯中的一個(gè)氫原子的高分子材料，是含有少量結(jié)晶結(jié)構(gòu)的無定形聚合物。這種材料的結(jié)構(gòu)如下：-(CH2-CHCl)n-。PVC是VCM單體多數(shù)以頭-尾結(jié)構(gòu)相聯(lián)的線形聚合物。碳原子為鋸齒形排列，所有原子均以σ鍵相連。所有碳原子均為sp3雜化。

　　在PVC分子鏈上存在短的間規(guī)立構(gòu)規(guī)整結(jié)構(gòu)。隨著聚合反應(yīng)溫度的降低，間規(guī)立構(gòu)規(guī)整度提高。聚氯乙烯大分子結(jié)構(gòu)中存在著頭頭結(jié)構(gòu)、支鏈、雙鍵、烯丙基氯、叔氯等不穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、使得耐熱變形及耐老化差等缺點(diǎn)。故作交聯(lián)后，可將該類缺點(diǎn)消除。

　　交聯(lián)分為輻射交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。

　　1.輻射交聯(lián)。使用高能射線，一般為鈷60輻射源產(chǎn)生的射線或電子加速產(chǎn)生的電子射線，主要采用后者。再加以助交聯(lián)助劑(兩個(gè)或多個(gè)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的單體)進(jìn)行交聯(lián)。但操作難度大，對(duì)設(shè)備要求高。

　　2.化學(xué)交聯(lián)。使用三唑二巰基胺鹽(FSH)進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)機(jī)理為胺與巰基結(jié)合進(jìn)攻碳氯極性鍵實(shí)行取代反應(yīng)。交聯(lián)后產(chǎn)品耐紫外、耐溶劑、耐溫、沖擊增韌等性能會(huì)得到全面提升。

　　PVC改性方法

　　PVC樹脂是一個(gè)極性非結(jié)晶性高聚物，密度： 1.38 g/cm3，玻璃轉(zhuǎn)變溫度：87℃，因此熱穩(wěn)定性差，不易加工。不能直接使用，必須經(jīng)過改性混配，添加相關(guān)助劑和填充物才可以使用。而因添加的相關(guān)助劑和填充物的種類和分?jǐn)?shù)的不同，這就決定了所制備的PVC材料性能和要求是不一樣的。我們通常稱之為PVC配方，嚴(yán)格說來是PVC改性配方，而PVC只有經(jīng)過改性才能使用。這一類常被歸類為高分子改性材料。高分子材料改性主要圍繞通用塑料的高性能化、單組分材料向多組分材料復(fù)合材料轉(zhuǎn)變(合金、共混、復(fù)合)、賦予材料功能化、優(yōu)化性能與價(jià)格等方面的研究。改性方法主要是化學(xué)改性、填充改性、增強(qiáng)改性、共混改性以及納米復(fù)合改性。改性基本原理就是通過添加物賦予材料功能或者提高某些性能。 因此，PVC配方技術(shù)的高下，決定了一家工廠技術(shù)和生產(chǎn)能力的高下。

　　PVC一般先要改性造粒，用螺桿擠出機(jī)組制備成粒子后，塑化更充分，加工也更容易，尤其是工藝是注塑的產(chǎn)品。螺桿擠出機(jī)是塑料成型加工最主要的設(shè)備之一，它通過外部動(dòng)力傳遞和外部加熱元件的傳熱進(jìn)行塑料的固體輸送、壓實(shí)、熔融、剪切混煉擠出成型。螺桿擠出機(jī)無論作為塑化造粒機(jī)械還是成型加工機(jī)械都占有重要地位嚴(yán)格來說，有著特殊要求的PVC制品，PVC改性配方，是根據(jù)客戶要求量身定做的。還有就是在PVC生產(chǎn)過程中共聚衍生，此類改性的品種有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等 。

　　著色性

　　聚氯乙烯熱穩(wěn)定性和耐光性較差。在150℃時(shí)開始分解出氯化氫，隨著增塑劑含量的多少發(fā)生不良反應(yīng)。另外，顏料對(duì)PVC的影響，體現(xiàn)在顏料是否與PVC及組成PVC制品的其它組分發(fā)生反應(yīng)以及顏料本身耐遷移性、耐熱性。著色劑中的某些成份可能會(huì)促使樹脂的降解。如鐵離子和鋅離子是PVC樹脂降解反應(yīng)的催化劑。因此，使用氧化鐵(紅、黃、棕和黑)顏料或氧化鋅、硫化鋅和立德粉類白色顏料會(huì)降低PVC樹脂的熱穩(wěn)定性。某些著色劑可能會(huì)與PVC樹脂的降解產(chǎn)物發(fā)生作用。如群青類顏料耐酸性差，故在PVC著色加工過程中，會(huì)與PVC分解產(chǎn)生的氯化氫發(fā)生相互作用而失去應(yīng)有的顏色。因此就PVC著色而言，考慮到所用樹脂及相關(guān)助劑的特征，結(jié)合顏料的特點(diǎn)。在選擇著色劑時(shí)應(yīng)當(dāng)注意以下幾個(gè)問題。

　　1、顏料中的某些金屬離子會(huì)促使聚氯乙烯樹脂熱氧分解。

　　測(cè)定方法為加有顏料聚乙烯加熱至180℃時(shí)的色相變化。由于顏料中含有金屬離子促使PVC分解加快，從而產(chǎn)生色相變化。同時(shí)，還要注意的是，同樣加入色淀紅可使PVC產(chǎn)生的色差不同，如含有鈣，色相差小;含錳則色相差大，這是由于錳等金屬促進(jìn)PVC脫氯化氫所致。

　　硫化物類著色劑(如鎘紅等)用于聚氯乙烯著色，可能因著色劑分解放出硫化氫。這類著色劑不宜與鉛穩(wěn)定劑混用，以免生成黑色的硫化鉛。

　　2、顏料對(duì)聚氯乙烯電氣絕緣性影響

　　作為電纜材料的聚氯乙烯和聚乙烯一樣，應(yīng)該考慮著色后的電性能。尤其是聚氯乙烯因其本身絕緣性較聚乙烯差，故顏料的影響就更大。說明，選擇無機(jī)顏料著色PVC對(duì)其電氣絕緣性較有機(jī)顏料為好(除爐黑、銳鈦型二氧化鈦外)。

　　遷移性

　　遷移性僅發(fā)生在增塑PVC制品中，并且是在使用染料或有機(jī)顏料時(shí)。所謂遷移是在周圍溶劑中存在的部分可溶解的染料或有機(jī)顏料，通過增塑劑滲透到PVC制品表面，那些溶解的染(顏)料顆粒也被帶到制品表面上，這樣，導(dǎo)致接解滲色、溶劑滲色或起霜。

　　另一個(gè)問題是“結(jié)垢”。指著色劑在著色加工時(shí)，因?yàn)楸恢锏南嗳苄圆罨蚋静幌嗳荻鴱捏w系中游離出來，沉積在加工設(shè)備的表面(如擠出機(jī)的機(jī)筒內(nèi)壁、口?？變?nèi)壁)上。

　　耐候性

　　指顏料耐各種氣候的能力。其中包括可見光和紫外光、水分、溫度、大氣氯化作用以及制品使用期間所遇到的化學(xué)藥劑。最重要的耐候性，包括不褪色性、耐粉化性和物理性能的持久性。而有機(jī)顏料則因其結(jié)構(gòu)不同有好有差。此外，在含有白色顏料的配方中，顏料的耐候性會(huì)受到較嚴(yán)重的影響。

　　顏料的褪色、變暗或色調(diào)變化，一般由顏料的反應(yīng)基因所致。這些反應(yīng)性基因，能與大氣中的水分或化學(xué)藥劑——酸、堿發(fā)生作用。例如，鎘黃在水分和日光作用下會(huì)褪色，立索爾紅具有較好的耐光性，適合于大多數(shù)戶內(nèi)應(yīng)用，而在含有酸、堿成分的戶外使用時(shí)嚴(yán)重褪色。

　　脫氯化氫的測(cè)定方法按JIS-K-6723，測(cè)定溫度180℃。以未著色的聚氯乙烯復(fù)合物脫氯乙烯的時(shí)間為基準(zhǔn)，延長(zhǎng)或阻緩時(shí)間以5%、10%間隔計(jì)，負(fù)值表示加速分解。

　　穩(wěn)定性

　　聚氯乙烯樹脂的軟化點(diǎn)低，約75-80℃，脆化溫度低于-50~-60℃，大多數(shù)制品長(zhǎng)期使用溫度不宜超過55℃，特殊配方的可達(dá)90℃。若聚氯乙烯樹脂純屬頭-性相接面怕線型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部無支鏈和不飽和鍵，盡管C-Cl鍵能相對(duì)較小，聚氯乙烯樹脂的穩(wěn)定性也應(yīng)當(dāng)是比較高的。但即使純度很高的聚氯乙烯樹脂，長(zhǎng)期在100℃以上或受紫外線輻射就開始有氯化氫氣體逸出。說明其分子結(jié)構(gòu)中存在尖性基團(tuán)或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。時(shí)間越長(zhǎng)、降解越多、溫度越高，降解速度越快，在氧或空氣存在下降解速度更快。

　　電性能

　　聚氯乙烯屬于極性高聚物，對(duì)水等導(dǎo)電物質(zhì)親和力較大，故電阻較非極性的聚烯烴要小，但仍有較高的體積電陰和擊穿電壓。聚氯乙烯的極性基團(tuán)直接附著在主鏈上，在玻璃化溫度以下，偶極鏈段受到凍結(jié)構(gòu)的主鏈原子的限制，不能移動(dòng)，因而并不產(chǎn)生偶極化作用，可作室溫的高頻絕緣材料。作電線絕緣用時(shí)、懸浮樹脂的電氣絕緣性比浮液樹脂高10-100倍。降解產(chǎn)生的氯離子的存在會(huì)降低電絕緣性。

　　PVC發(fā)展?fàn)顩r

　　有著特殊要求的PVC材料，一般都需要從國(guó)外進(jìn)口，在國(guó)外比較有名的有美國(guó)聯(lián)合碳化公司和北歐化工公司，隨著我國(guó)各大科研院所和生產(chǎn)單位的不斷研發(fā)和技術(shù)積累，國(guó)內(nèi)PVC改性材料的配方設(shè)計(jì)、制造已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，已經(jīng)完全取代國(guó)外進(jìn)口材料，有不少產(chǎn)品已出口國(guó)外。

　　1.聚氯乙烯異型材

　　型材、異型材是我國(guó)PVC消費(fèi)量最大的領(lǐng)域，約占PVC總消費(fèi)量的25%左右，主要用于制作門窗和節(jié)能材料，其應(yīng)用量在全國(guó)范圍內(nèi)仍有較大幅度增長(zhǎng)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，塑料門窗的市場(chǎng)占有率也是高居首位，如德國(guó)為50%，法國(guó)為56%，美國(guó)為45%。

　　2.聚氯乙烯管材

　　在眾多的聚氯乙烯制品中，聚氯乙烯管道是其第二大消費(fèi)領(lǐng)域，約占其消費(fèi)量的20%。在我國(guó)，聚氯乙烯管較PE管和PP管開發(fā)早，品種多，性能優(yōu)良，使用范圍廣，在市場(chǎng)上占有重要位置。

　　3.聚氯乙烯膜

　　PVC膜領(lǐng)域?qū)VC的消費(fèi)位居第三，約占10%左右。PVC與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機(jī)制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。也可以通過剪裁，熱合加工包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。經(jīng)雙向拉伸的薄膜，所受熱收縮的特性，可用于收縮包裝。

　　4.PVC硬材和板材

　　PVC中加入穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑和填料，經(jīng)混煉后，用擠出機(jī)可擠出各種口徑的硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線套管或樓梯扶手。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質(zhì)板材。板材可以切割成所需的形狀，然后利用PVC焊條用熱空氣焊接成各種耐化學(xué)腐蝕的貯槽、風(fēng)道及容器等。

　　5.PVC一般軟質(zhì)品

　　利用擠出機(jī)可以擠成軟管、電纜、電線等;利用注射成型機(jī)配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車配件等。

　　6.聚氯乙烯包裝材料

　　聚氯乙烯制品用于包裝主要為各種容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生產(chǎn)礦泉水、飲料、化妝品瓶，也有用于精制油的包裝。PVC膜可用于與其它聚合物一起共擠出生產(chǎn)成本低的層壓制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯膜也可用于拉伸或熱收縮包裝，用于包裝床墊、布匹、玩具和工業(yè)商品。

　　7.聚氯乙烯護(hù)墻板和地板

　　聚氯乙烯護(hù)墻板主要用于取代鋁制護(hù)墻板。聚氯乙烯地板磚中除一部分聚氯乙烯樹脂外，其余組分是回收料、粘合劑、填料及其它組分，主要應(yīng)用在機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓地面和其它場(chǎng)所的堅(jiān)硬地面。

　　8.聚氯乙烯日用消費(fèi)品

　　行李包是聚氯乙烯加工制作而成的傳統(tǒng)產(chǎn)品，聚氯乙烯被用來制作各種仿皮革，用于行李包，運(yùn)動(dòng)制品，如籃球、足球和橄欖球等。還可用于制作制服和專用保護(hù)設(shè)備的皮帶。服裝用聚氯乙烯織物一般是吸附性織物(不需涂布)，如雨披、嬰兒褲、仿皮夾克和各種雨靴。聚氯乙烯用于許多體育娛樂品，如玩具、唱片和體育運(yùn)動(dòng)用品，聚氯乙烯玩具和體育用品增長(zhǎng)幅度大，由于其生產(chǎn)成本低、易于成型而占有優(yōu)勢(shì)。

　　9.PVC涂層制品

　　有襯底的人造革是將PVC糊涂敷于布上或紙上，然后在100℃以上塑化而成。也可以先將PVC與助劑壓延成薄膜，再與襯底壓合而成。無襯底的人造革則是直接由壓延機(jī)壓延成一定厚度的軟制薄片，再壓上花紋即可。人造革可以用來制作皮箱、皮包、書的封面、沙發(fā)及汽車的坐墊等，還有地板革，用作建筑物的鋪地材料。

　　10.PVC泡沫制品

　　軟質(zhì)PVC混煉時(shí)，加入適量的發(fā)泡劑做成片材，經(jīng)發(fā)泡成型為泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、涼鞋、鞋墊、及防震緩沖包裝材料。也可用擠出機(jī)基礎(chǔ)成低發(fā)泡硬PVC板材和異型材，可替代木材使用，是一種新型的建筑材料。

　　11.PVC透明片材

　　PVC中加沖擊改性劑和有機(jī)錫穩(wěn)定劑，經(jīng)混合、塑化、壓延而成為透明的片材。利用熱成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包裝，是優(yōu)良的包裝材料和裝飾材料。

　　12.其他

　　門窗有硬質(zhì)異型材料組裝而成。在有些國(guó)家已與木門窗鋁窗等共同占據(jù)門窗的市場(chǎng);仿木材料、代鋼建材(北方、海邊);中空容器。

　　虛電路是分組交換網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)之一(另一種是數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù))，簡(jiǎn)單地說，就是通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的控制機(jī)制，在用戶主機(jī)之間建立虛擬的邏輯連接，并且保證在其上傳送信包的正確性和順序性，通信前后要進(jìn)行虛電路的建立和拆除。永久虛電路是一種在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)建立的虛電路，并且該虛電路一直保持。X.25網(wǎng)絡(luò)和B-ISDN都提供PVC服務(wù)。PVC膠袋一般是禁用的。