S2******* 方震PVC复合材料概述1.PVC材料简介1.1．什么是PVC材料PVC，全名为Polyvinylchlorid，主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。

这种表面膜的最上层是漆，中间的主要成分是聚氯乙烯，最下层是背涂粘合剂。

它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。

它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。

据统计，仅仅1995年一年，PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右，而其消费量则为五百三十万吨。

在德国，PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。

PVC正以4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。

近年来PVC 在东南亚的增长数度尤为显著，这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。

在可以生产三维表面膜的材料中，PVC是最适合的材料。

PVC可分为软PVC和硬PVC。

其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。

1.2．PVC材料的用途由于化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。

聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。

由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。

在日常生活中，聚氯乙烯用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等。

聚氯乙烯是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯，再聚合而成。

具有较高的机械强度和较好的耐蚀性。

可用于制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔、气体液体输送管，还可代替其它耐蚀材料制造贮槽、离心泵、通风机和接头等。

当增塑剂加入量达30%～40%时，便制得软质聚氯乙烯，其延伸率高，制品柔软，并具有良好的耐蚀性和电绝缘性，常制成薄膜，用于工业包装、农业育秧和日用雨衣、台布等，还可用于制作耐酸碱软管、电缆包皮、绝缘层等。

现在聚氯乙烯还用到太阳能热水袋中，通过它吸光的特性，做成洗澡用的热水袋。

1.3．PVC材料的优势和不足[1]-[4]聚氯乙烯属于通用型材料，它的突出优点是难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、气体水汽低压渗透性好。

此外，综合机械性能、制品透明性、电绝缘性、隔热、消声、消震性也好，是性能价格比最为优越的通用型材料之一。

虽然PVC具有良好的综合力学性能，虽然PVC具有良好的综合力学性能，耐燃性和耐化学品性能优良，尤其是可以根据用途要求，改变增塑剂的用量而制得硬质、半硬质和软质PVC(聚氯乙烯制品有硬质和软质之分，主要与增塑剂的含量有密切关系，一般来说，增塑剂含量在0-5份时(以PVC树脂为100份计)为硬质塑料;增塑剂含量在6-25份时为半硬质塑料；含量在25份以上时则为软质塑料。

但这也与其他添加助剂有关。

根据软质、硬质制品不同，力学性能相差较大)，但是PVC也存在一些性能上的缺陷或不足。

由于聚氯乙烯树脂(PVC)存在着成型加工性能差，如熔体粘度大，流动性不好、热稳定性低、容易造成分解等；PVC制品耐老化性差、易变脆、变硬、龟裂韧性不好、耐寒性不佳等，所以一般要对PVC进行改性，PVC改性的目的就是为了改善或克服上述缺点或赋予新的性能，并进一步拓宽PVC的应用范围。

1.4．PVC材料的发展历史及进展聚氯乙烯是世界第二大通用树脂，早在1835年法国化学家勒尼奥就发现，在日光照射下，聚乙烯聚合变成一种白色固体。

1914年德国和美国的化学家发现，有机过氧化物可加速聚乙烯的聚合反应。

1931年德国法本公司次用乳液聚合的方法，是聚氯乙烯生产实现了工业化。

乳液聚合是将氯乙烯单体和水，用烷基磺酸钠做乳化剂，是氯乙烯均匀地分散在水中以形成乳状液，再以过硫酸钾或者过硫酸铵为引发剂，是氯乙烯聚合为聚氯乙烯。

是聚氯乙烯在应用上有真正突破是在1933年。

美国化学家西蒙在当时用途不广的聚氯乙烯粉料中加进高沸点的溶剂和磷酸三甲酚酯后加热，在冷却以后，意外地得到了性质柔软、易于加工、并富有弹性的聚氯乙烯（这里磷酸三甲酚酯起了增塑剂的作用）。

从此，聚氯乙烯广泛应用的大门被打开了。

目前PVC产业在全世界发展迅速，前景广阔，各国都看好PVC的潜力以及其对生态环境的好处，PVC正以其优越、独特的性能向世人证明其作用和地位是目前任何其他产品都无法取代的，社会发展需要它，环境保护需要它，它是我们人类社会文明进步的必然趋势。

德国是PVC产品的橱窗国，其生产工艺历史悠久、经验丰富，处于世界领先地位。

正当全世界PVC产业蒸蒸日上的时候，遗憾的是，在我们国内PVC家具（包括橱柜）所占市场份额还不到10%。

2.PVC材料的制备2.1.聚氯乙烯的制备1936年美国联合碳化物公司开发了氯乙烯的悬浮聚合技术，是生产工艺较乳液聚合法简化，能耗降低，成本下降。

现在，目前PVC树脂的估计生产能力111亿磅，80%的聚氯乙烯是用悬浮聚合法生产的，即在搅拌和分散剂的作用下，是氯乙烯单体分散成液滴状以后，悬浮在水中。

聚合反应在液滴之间进行，引发剂采用过氧化二碳酸二环乙酯、偶氮二异丁腈等。

这些产品的广泛潜在应用范围，是在聚合的过程中，加入少量的聚合添加剂，从而影响了树脂颗粒的结构和性能。

如在悬浮法生产树脂中，添加若干水溶性高聚物用作主分散剂或辅助分散剂，而乳液树脂采用表面活性剂组合物。

其它的通用添加剂有螫合剂、抗氧剂、缓冲剂、或简单的碱。

国产树脂预期会有适度增长，未来将在很大程度上依赖于经济发展周期和美元的力量。

所有商业用PVC都是由加成聚合反应生产的。

聚合过程中，引发剂分子分解生成自由基．并与周围的绿乙烯单体一起形成一个活性中心。

反应持续下去一直到链终止。

在试种条件下，一个单独的PVC分子完成链增长几乎只需要完成转移所需时间的很小部分。

这个反应是自催化反应，所得到的高聚物分子量几乎与引发剂的浓度和链转移的程度无关。

由于整个反应过程是在等温条件下进行的，所形成窄的分子量分布（MWD是很典型的。

在这种反应中，链中分子的平均数估计是在950（聚合温度为122°F）和480（聚合温度为158°F）之间。

聚合反应完成时，高聚物分子主要按头一尾顺序排列。

高聚物是部分结晶（间规），随着温度的升高，结构运动的无规则性也在增加。

约60％的高聚物分子会存在不饱和的链端，这主要取决于链终止的方式，同时支化作用可能发生在4％的链分子中。

上述这些因素对树脂的热稳定性会产生很大影响，当反应温度升高时，这些因素是与链转移比链增长需要更高的信有关。

要特别注意的是，硬质PVC首先在里近212°F处发生热分解，这主要取决于分子量和加热条件。

在释放出氯化氢时，树脂将变色、变脆，最后因交联而变为不容性的物质。

树脂变色是由于热敏性烯可基和叔氯原子的形成，分子链断裂，从而引起多烯结构形成产生的。

可用稳定剂来改善混配料和最终制品的热稳定性，若干材料可用作稳定剂如金属有机化合物、金属盐和金属皂）。

抗氧化剂、自由基抑制剂。

能与主要稳定剂起协同作用的辅助稳定剂同样也是有效的。

另外的物理性能方面，PVC的玻璃化温度（Tg）可认为5链段开始活动的温度，硬PVC树脂的Tg一般认为是180°F。

随着增塑剂的逐步增加，Tg的值在降低。

虽然熔化热在一个增塑系统中是以测量的，但由于热稳定性的原因，这种树脂的熔点是不能直接测量的。

因为PVC高聚物与有效范围的增塑具有相互混溶性，在糊树脂中经常添加塑剂，其用量可以从非常低的水平到很的水平，因此PVC可以制备各种各样产品。

2.2.聚氯乙烯改性方法[5]通常对于具体的应用PVC要运用复合材料制备方法进行改性。

PVC改性的方法很多，针对不同的应用目的可以采用不同的改性方法或改性技术，PVC的改性方法大致可以分为两条途径。

第一条途径为化学改性，第二条途径为物理改性。

2.2.1化学改性化学改性是指通过一定的化学反应使PVC的结构发生变化，从而达到改性的目的。

化学改性其中分为共聚改性，即让聚乙烯单体和其他单体进行共聚反应，例如和醋酸乙烯、偏二氯乙烯、丙烯睛、丙烯酸酷、马来酸酷等单体共聚，以此提高成型加工性能，或使成型温度降低，或开拓新的用途，或作为新型材料出现。

另一种化学改性是在PVC侧链上引入另外的单体基团，或另一种聚合物，进行接枝反应。

例如乙烯一醋酸乙烯酷与氯乙烯进行接枝，控制氯乙烯接枝部分的数量及聚合度，以此改善这种改性材料的冲击性能、低温脆性、老化性等。

还有一种化学改性是将PVC用水相悬浮法c或气相法)，进行氯化，使氯含量由原来的57%提高到6s%左右，这样改性的目的在于提高PVC的耐热性，使用温度比原来的PVC高出35-45度。

2.2.2物理改性改性PVC的第二条途径是物理改性，即通过各种助剂或是进行填充、共混、增强来改善其性能。

物理改性不涉及PVC分子结构的变化，比化学改性更易实施。

填充、共混、复合是PVC物理改性最主要的改性方法。

PVC填充改性是通过加入无机或有机填充剂(填料)来改善PVC的某些性能，填充改性既有增量作用，又有改性效果，可改进制品的硬度、刚度、耐热性、阻燃性等，并可降低成本。

如加入碳酸钙提高制品的硬度，同时降低材料成本。

共混改性是通过加入一种或两种高聚物(塑料、橡胶、弹性体等)，通过共混合，得到所谓“高分子合金”，以此改善PVC的流动性或冲击韧性。

共混的主要目的就是改性，如改善加工性能，提高冲击强度、改善耐热性等。

此外还可以降低生产成本，如利用废料与新料共混制再生品等。

常用的PVC共混改性剂有NB R, CR, ABS,CPE、EV A、ACR、PU、CPVC等。

此外还有一类是制成纤维增强PVC复合材料进行聚氯乙烯纤维复合增强改性。

这主要是指在聚合物中加入高模量、高强度的天然或人造纤维，从而使制品的力学性能大大提高的改性方法。

作为改性剂的纤维材料也具有较聚合物高得多的模量，因而增强改性后，可提高制品的硬度、耐磨性、热变形温度，降低制品的成型收缩率和挤出膨大效应。

3.对PVC感兴趣的原因个人认为虽然现在PVC材料发展迅速、应用广泛但是对比全世界来说中国市场的占有率仍然很低，PVC材料在国内或许很有潜力，同时因为技术越发成熟和国内技术的跟不上，PVC材料在中国有着商业前景的同时具有很大的挑战。

我国石油等战略性能源储量有限，并且利用率十分低下，只有32%左右，比国际先进水平低10个百分点，而乙烯法PVC具有良好的低耗能性。

所以发展PVC行业，可以缓解我国石油资源、刚才、木材的供需矛盾，保护自然生态环境，优化资源配置。

正当全世界PVC产业蒸蒸日上的时候，遗憾的是，在我们国内PVC家具（包括橱柜）所占市场份额还不到10%。

许多消费者甚至都没听说过PVC作为家具材料，更不知PVC为何物。

为什么德国PVC膜作为一种档次高、无毒无污染（不含重金属材料）环保材料国内市场占有率仍然如此之小呢？这里当然有消费层次的问题，但更主要是我们的消费者对PVC这种材料缺乏一种正确的认识有关。