聚氯乙烯的材料特性

tamoadmin 塑胶常识 2024-03-31 73 0

聚氯乙烯的材料特性

聚氯乙烯(PVC)是一种广泛应用的高分子材料,其特性主要体现在以下几个方面:

聚氯乙烯的材料特性

1.结构特性

PVC是一种无定形结构的白色粉末,支化度较小。它的结构如下:[―CH2―CHCl―]n。PVC是VCM单体多数以头尾结构相联的线形聚合物。碳原子为锯齿形排列,所有原子均以σ键相连。所有碳原子均为sp3杂化。随着聚合反应温度的降低,间规立构规整度提高。

2.物理性能

PVC的软化点为75~85℃;黏流温度为175°C左右。质PVC的维卡软化点通常在72~80°C范围。在火焰上能燃烧并降解,放出氯化氢、一氧化碳和苯等,但离开火焰即自熄。硬质PVC制品的拉伸模量范围为2500~4200MPa,和拉伸强度类似,拉伸模量的大小与PVC树脂的分子量及配合料的类型和用量有关,增强材料如短切玻璃纤维的加入可使模量值增加到8~10GPa;填料,如CaCO3的用量越多,PVC材料的弹性模量值越高;而在硬质PVC制品中加入冲击改性剂则将使模量降低。PVC的弯曲性能也与树脂的分子量有关,例如:K(平均聚合度的值)=69时,弯曲强度为86.87MPa,弯曲模量3134.36MPa;K=72时,弯曲强度为79.30MPa,弯曲模量2995.77MPa;在PVC中加入增强剂,如短切玻璃纤维,制品的弯曲强度达到107~138MPa。未经改性的硬质PVC制品的冲击韧性较差,且具有较大的缺口敏感性。

3.化学性能

PVC对有机溶剂[除芳烃(如苯、二甲苯、苯胺、二甲基甲酰胺、四氢呋喃等)、氯烃(如二氯乙烷、四氯化碳、氯乙烯等)、酮类(如丙酮、环己酮等)及酯类外]、水、汽油、酒精等均稳定,在酸、碱介质中及盐类溶液中均较稳定。

4.热性能

PVC的热稳定性较差,聚合物加工在熔融状态下进行,PVC的熔融温度约为170~210°C,但在100℃就开始分解放出氯化氢,当温度高于150℃时分解更加迅速,因此加工时必须首先设法提高其热稳定性能。

5.耐老化性和耐候性

在光照及氧的作用下,PVC树脂逐渐分解(即老化),聚合物材料表面与空气中氧起作用,氧气加速热及紫外光对高聚物的降解,分解出氯化氢,形成碳基(­C=O)。

6.燃烧性能

在火焰上能燃烧并降解,放出氯化氢、一氧化碳和苯等,但离开火焰即自熄。

7.对人体的危害

聚氯乙烯本身并无毒性,但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性。聚氯乙烯塑料制品在较高温度下,如50度左右就会慢慢地分解出氯化氢气体,这种气体对人体有害,长期处于该环境中,对人体呼吸道危害很大,而且对皮肤也有很大影响。

综上所述,聚氯乙烯是一种具有广泛用途的材料,但同时也需要注意其潜在的风险和局限性。在使用过程中,需要根据具体的应用场景和要求,选择合适的改性方法和添加剂,以优化其性能和安全性。