《聚氯乙烯概述》课件

聚氯乙烯（）概述PVC聚氯乙烯（PVC）是当今世界最重要的高分子塑料品种之一，其年产量位居全球第三位，仅次于聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）作为一种多功能的热塑性树脂，PVC以其优异的性能和经济性在工业、建筑、日用等各个领域都有着广泛的应用什么是聚氯乙烯？英文名称与缩写分子结构单元聚氯乙烯的英文名称为PVC的基本结构单元为Polyvinyl Chloride，简称–CH₂–CHCl–，其中氯原子PVC，是目前世界上使用最广的存在赋予了材料独特的性能泛的塑料之一特征材料类型特征的历史与发展PVC1年发现1835德国化学家雷尼奥首次合成了聚氯乙烯，但当时并未意识到其商业价值，只是作为实验室的化学研究成果2年代工业化1930美国联合碳化物公司率先实现了PVC的工业化生产，标志着这一材料正式进入商业应用阶段3现代大规模生产如今全球PVC年产量已超过4000万吨，成为仅次于聚乙烯和聚丙烯的第三大塑料品种高分子材料分类按结构分类按性能分类的归类PVC高分子材料根据分子链结构可分为线根据使用性能和应用领域，高分子材料聚氯乙烯属于通用塑料类别，具有产量型、支链型和交联型三种类型线型结分为通用塑料、工程塑料和特种高分子大、价格低廉、应用广泛的特点它在构具有良好的热塑性，支链型改善加工材料通用塑料产量大、成本低，工程建筑、包装、电子等领域都有重要应性能，交联型则具有优异的耐热性和化塑料性能优异，特种高分子具有特殊功用，是最重要的通用高分子材料之一学稳定性能分子结构与特性PVC聚合度影响PVC的聚合度直接决定其分子量和最终性能，聚合度越高，材料的强度和耐久性越好，但加工难度也相应增加氯原子作用分子链上的氯原子显著提高了PVC的阻燃性和耐化学腐蚀性，使其在电子电气和化工领域具有独特优势分子链特征PVC具有高度无规取向的分子链结构，分子链柔顺性良好，这为其塑化改性提供了基础条件典型结构式分子通式分子量范围PVC的结构通式为-CH₂-CHCl-工业PVC的典型分子量范围为5n，其中n代表重复单元的数万到15万，不同分子量的产品适目，决定了聚合物的分子量大用于不同的应用领域低分子量小这一简洁的结构赋予了PVC产品易加工，高分子量产品性能独特的性能组合更优结构特点每个重复单元含有一个氯原子，氯含量约占总重量的57%这一高氯含量是PVC阻燃性和化学稳定性的根本原因的理化性质PVC

1.4090°C密度软化点g/cm³，相比其他通用塑料较高维卡软化点范围72-90°C170°C分解温度热分解起始温度约170°C纯PVC呈现为白色粉末状，无味无臭，具有良好的化学稳定性其密度在

1.38-

1.41g/cm³之间，相对较高的密度使其制品具有良好的尺寸稳定性维卡软化点在72-90°C范围内，为加工和使用提供了合适的温度窗口热性能分析分解特性PVC的热分解温度相对较低，约170°C2开始分解，这要求加工温度必须严格控加工窗口制在安全范围内1通过添加优质热稳定剂，可以有效提升PVC的加工温度窗口，确保成型过程中老化现象材料不发生明显分解长期受热或光照易发生老化变黄，这是PVC分子链断裂和交联的结果，需要通3过添加抗氧剂来改善力学性能拉伸强度硬质PVC的拉伸强度可达40MPa以上，在通用塑料中属于较高水平，适合制造承力结构件冲击韧性纯PVC的冲击韧性一般，但通过添加冲击改性剂可以显著提高，满足不同应用需求刚性特征PVC具有良好的刚性，模量较高，但在低温下容易脆化，需要通过改性来改善低温韧性电性能与耐化学性优异的电性能化学稳定性PVC具有极高的绝缘电阻，介电强度优良，广泛用于电线电缆护PVC能够耐受大多数酸、碱及有机溶剂的腐蚀，化学稳定性优套其介电常数稳定，损耗因子低，在电子电气领域具有重要地异但对酮类和氯代烃等溶剂敏感，在这些介质中会发生溶胀甚位至溶解的聚合方法PVC悬浮聚合法乳液聚合法占总产量80%以上的主流方法产生细小颗粒的特殊工艺•工艺成熟稳定•粒径更加均匀•产品质量优良12•透明度更好•投资成本适中•适合软质制品微悬浮法本体聚合法悬浮法的改进工艺无水相参与的纯净工艺43•颗粒更细小•产品纯度高•应用范围窄•投资要求大•特殊用途•技术难度高悬浮聚合法原理产品分离引发聚合聚合完成后得到粒径均匀的PVC树脂颗单体悬浮在引发剂的作用下，悬浮的单体液滴内部粒，易于分离和后处理，产品质量稳定，氯乙烯单体在分散剂作用下均匀悬浮在水发生聚合反应，逐步形成PVC聚合物链，适合大规模工业生产相中，形成稳定的悬浮体系，为聚合反应反应过程可控性好提供理想的反应环境乳液聚合法简介乳化体系单体在乳化剂作用下分散在水中，形成稳定的乳液体系胶束聚合聚合在胶束内进行，产物粒径极小，通常为纳米级别产品特点粒径更细，产品透明度更好，多用于软质PVC制品生产本体聚合法简述技术要求1工艺条件要求极高，需要精确控制投资成本2设备投资较大，技术门槛高产品应用3主要用于特殊PVC品种的生产本体聚合法无需水相参与，在纯单体中直接进行聚合反应这种方法生产的PVC纯度更高，但对反应条件控制要求极其严格，设备投资大，主要用于生产高端特殊用途的PVC产品生产工艺流程PVC单体制备与净化1从石油化工原料制备氯乙烯单体，严格净化除杂聚合反应2在反应釜中进行聚合，控制温度压力等关键参数粒化脱水3将聚合物浆料进行粒化处理并脱除水分干燥包装4最终干燥处理并按规格包装成商品树脂原料与能耗主要原料能源消耗乙烯和氯气是生产PVC的两大PVC生产的能源消耗在大宗化核心原料，其中乙烯来自石油学品中属于中等水平，碳排放裂解，氯气通过电解食盐水获量适中，随着工艺技术不断改得，原料供应相对稳定进，能耗持续降低成本构成原材料成本约占PVC总生产成本的60%，其中乙烯价格波动对PVC成本影响最大，氯气成本相对稳定添加剂体系PVC的加工和使用需要复杂的添加剂体系支持热稳定剂如铅盐、钙锌复合稳定剂防止加工过程中的热分解塑化剂如DOP、DINP调节材料的柔软性润滑剂改善加工流动性，着色剂提供丰富色彩，填充剂降低成本并改善某些性能的塑化改性PVC增塑剂调节发泡改性共混改性通过添加不同类型和用量的增塑剂，可使用化学或物理发泡剂可以制得轻质多将PVC与其他聚合物共混可以综合各材以精确调整PVC的柔软性和弹性增塑孔的PVC发泡制品发泡PVC具有优异的料的优点，改善综合性能常见的共混剂分子插入PVC分子链间，降低分子间隔热隔音性能，广泛用于建筑装饰和包体系包括PVC/ABS、PVC/CPE等，大幅作用力，使材料变得柔软易弯曲装材料领域拓展了应用范围硬质与软质对比PVC性质硬质PVC软质PVC塑化剂含量10%30%主要用途管材、板材电缆护套、薄膜力学性能高低柔顺性差好硬质PVC和软质PVC是根据增塑剂含量划分的两大类别硬质PVC增塑剂含量低于10%，保持了材料的刚性和强度，主要用于结构性应用软质PVC增塑剂含量超过30%，具有良好的柔韧性，适合制造柔性制品硬质典型应用PVC给水排水管道门窗型材工程板材硬质PVC管材占据给排水管道市场60%以PVC门窗型材具有优异的保温隔音性能，硬质PVC板材广泛用于化工防腐、装饰装上份额，具有耐腐蚀、重量轻、安装方维护成本低，色彩丰富，在建筑节能领域修、广告标识等领域，具有良好的化学稳便、使用寿命长等优点，是传统金属管道发挥重要作用，市场需求持续增长定性和机械强度，加工性能优良的理想替代品软质典型应用PVC电线电缆软质PVC广泛用于电线电缆护套、插头制造，具有良好的绝缘性能和柔韧性，安全可靠，是电气行业的重要材料人造革制品PVC人造革和地板革具有耐磨、防水、易清洁等特点，广泛用于箱包、鞋类、家具装饰等领域，成本优势明显薄膜玩具软质PVC薄膜用于包装、农业覆盖等，PVC玩具、鞋底等日用品也大量使用软质PVC，市场需求稳定增长塑化剂的作用与影响改善流动性塑化剂的加入显著改善了PVC熔体的流2动性，降低了加工温度和压力，提高了降低玻璃化温度成型效率1塑化剂分子插入PVC分子链间，有效降低材料的玻璃化温度，使PVC在常温下安全性考虑表现出柔软特性部分塑化剂存在迁移性问题，可能带来健康隐患，邻苯二甲酸酯类塑化剂已被3多国限制使用的主要加工方式PVC挤出成型注射成型压延与吹塑通过挤出机将PVC熔体挤出成型，适将PVC熔体注入模具中冷却成型，适压延成型主要用于生产薄膜、片材，合生产管材、型材、薄膜等连续性制合生产复杂形状的制品如管件、日用厚度控制精确吹塑成型适合制造中品工艺简单，生产效率高，是PVC品等精度高，自动化程度高，适合空容器和大型异型制品，应用范围不最主要的加工方式批量生产断扩大挤出成型工艺实例1温度控制2产品类型挤出机各温区严格控制在180-主要生产各种规格的管材和异200°C之间，过高温度会导致型材，产品尺寸精度高，表面PVC分解，过低则影响塑化效质量优良，满足建筑和工业应果和产品质量用需求3生产特点实现连续高速大批量制造，生产效率高，单位产品成本低，是PVC加工的主流工艺技术注射成型工艺关键点模温控制模具温度需要控制在100-130°C范围内，确保制品有足够的流动性填充模腔产品应用特别适合生产各种接头、零部件等精密制品，尺寸精度高，表面质量好工艺优势大幅提高了生产工艺的自动化程度，降低人工成本，保证产品质量稳定性压延与吹塑成型压延成型特点吹塑成型应用通过多辊压延机制造PVC薄膜和片材，产品厚度均匀性好，表面吹塑工艺可以制造大型异型中空制品，如储罐、容器、管道接头平整光滑压延工艺适合大幅面薄膜生产，广泛用于包装、农等工艺灵活性好，可以生产复杂形状的制品，在特殊应用领域业、建筑等领域具有独特优势与其他塑料对比PVC性质PVC PEPP密度g/cm³

1.

400.

920.90阻燃性优差差价格低中低应用广度极广广广与聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）相比，PVC具有独特的性能优势其密度较高，制品尺寸稳定性好最突出的是优异的阻燃性，这是PE和PP无法比拟的在价格方面，PVC具有明显的成本优势，应用领域极其广泛，是综合性能最平衡的通用塑料之一主要生产企业与产能万吨华东200040%中国年产能全球占比产能集中区居世界第一位，技术水平不断提升中国PVC产量占全球总产量比重江苏、山东等地产能最为集中中国PVC产业以信发化工、金发科技等为代表的龙头企业领军发展这些企业在技术创新、规模扩张、产品质量提升等方面持续投入，推动了整个行业的技术进步和产业升级世界产销格局PVC北美地区技术成熟市场稳定•美国产能集中亚洲地区欧洲地区•高端产品为主产量和消费量最大的区域注重环保和可持续发展•环保要求严格•中国占主导地位•德国技术领先•日韩技术先进•循环利用程度高•东南亚需求增长快•绿色化趋势明显213下游市场需求PVC建筑管材主导汽车零部件增长建筑管材消费占PVC总消费量汽车轻量化趋势推动PVC在汽的50%以上，包括给水管、排车内饰、线束包覆、密封件等水管、电线管等，需求稳定增领域的应用快速增长，技术含长且技术要求不断提高量逐步提升医用制品增长医疗器械、药品包装等领域对PVC需求增长迅速，对产品纯度和安全性要求极高，是高附加值应用领域在建筑领域的应用PVC建筑型材防水卷材天花板材PVC建筑型材具有优异的保温、隔音、耐PVC防水卷材耐候性好，施工方便，广泛PVC天花板具有防潮、易清洁、安装简便腐蚀性能，维护成本低，使用寿命长，在用于屋面、地下室、隧道等防水工程，市等优点，在商业和住宅装修中应用广泛，绿色建筑中发挥重要作用场需求持续增长款式丰富多样家居日用品中的/PVC地板与壁纸日用消费品PVC塑料地板具有耐磨、防滑、易清洁等特点，广泛用于家庭、PVC广泛用于制造水杯、餐具、儿童玩具等日用品这些产品要医院、学校等场所PVC壁纸款式丰富，安装简便，是现代家居求安全无毒，对原料纯度和添加剂选择有严格要求，需要符合相装饰的重要选择关食品安全标准交通运输与包装领域1汽车内饰应用PVC广泛用于汽车仪表板、内饰面板、座椅面料等，具有成本低、加工方便、阻燃性好等优势2线束包覆保护汽车电线束外层多采用PVC护套，提供优异的电绝缘性能和机械保护，确保车辆电气系统安全3包装材料应用PVC塑料薄膜用于食品包装、工业包装，透明度好，阻隔性能优异，广泛替代传统包装材料在医疗领域应用PVC一次性医疗器械严格质量标准塑化剂管控输液管、血袋、透析器等大量使用医用符合USP、ISO等国际医疗器械标准要求对塑化剂迁移量有极严格的限制和检测级PVC要求绿色环保挑战PVC燃烧问题塑化剂迁移PVC中的氯元素在燃烧时容易生部分塑化剂存在向环境和人体迁成氯化氢等有害气体，对环境和移的风险，特别是邻苯二甲酸酯人体健康造成潜在威胁，需要专类化合物，已被证实具有内分泌门的处理技术和设备干扰作用，引起广泛关注废弃物处理PVC废弃物的处理需要专业技术，简单填埋或焚烧都可能带来环境问题，推动了回收利用和绿色处理技术的发展废弃的回收与再利用PVC化学回收1裂解制备原料单体，技术含量最高能量回收2高温焚烧发电，回收能源价值机械回收3粉碎-挤出再生利用，最常用方法废弃PVC的回收利用是解决环保问题的重要途径机械回收通过粉碎、清洗、挤出等工艺将废料重新制成可用材料能量回收通过专业焚烧设施回收热能化学回收技术最为先进，可以将PVC完全分解为原料单体，实现真正的循环利用环保法规与政策欧盟指令REACH对增塑剂等化学品实施严格的注册、评估、授权和限制制度，推动了安全替代品的开发和应用国内政策推广中国积极推广无铅稳定剂、低迁移增塑剂等环保添加剂的使用，提高行业环保标准国际合作发展各国加强在PVC环保技术方面的合作，共同推动绿色化学和可持续发展目标的实现可持续发展方向PVC安全增塑剂推广柠檬酸酯、环氧大豆油等无邻苯类增塑剂，降低健康风险，满足严格的安绿色稳定剂全标准开发钙锌、有机锡等环保稳定剂，完全替代传统的铅盐稳定剂，提高产品环保生物基原料性能研发生物基PVC合成技术，减少对化石原料的依赖，向可再生资源利用方向发展新型材料介绍PVC氯化聚氯乙烯发泡材料热塑性弹性PVC TPVC（）体CPVC采用化学或物理发泡技通过氯化改性提高耐热术制得的轻质材料，密结合了PVC的加工性和性能，使用温度可达度可降至

0.3-橡胶的弹性，可在常温95°C以上，广泛用于热

0.8g/cm³，广泛用于建下表现出橡胶特性，大水管道和工业高温应筑保温、包装缓冲等低幅拓展了PVC在汽车、用，性能显著优于普通密度应用领域电子等领域的应用范围PVC在高分子材料体系地位PVC通用型定位成本与加工优势共混改性潜力PVC属于五大通用塑料之一，与PE、PVC原料成本低廉，加工工艺简单，设PVC可与多种高分子材料共混改性，如PP、PS、ABS并列，具有产量大、应用备投资相对较少，易于大规模工业化生与ABS共混提高冲击强度，与CPE共混改广、技术成熟的特点在通用塑料中，产可通过添加不同助剂实现性能调善低温韧性，展现出优异的材料设计灵PVC的阻燃性和化学稳定性最为突出节，适应性极强活性聚氯乙烯的改性技术纳米复合填充添加纳米粘土、纳米氧化铝等纳米填料，显著提升PVC的阻燃性、力学性能和热稳定性，开拓高性能应用领域共聚交联改性通过共聚、接枝、交联等化学改性手段，改善PVC的物理机械性能，提高耐热性和耐候性，满足特殊应用需求表面处理技术采用等离子体、化学镀等表面处理技术，提升PVC制品的表面附着力、装饰性和功能性，拓展应用范围制品质量与检验PVC1外观质量检验检查制品表面是否平整光滑，有无气泡、杂质、色差等缺陷，确保产品外观质量符合标准要求2尺寸精度控制使用精密测量仪器检验制品的几何尺寸，确保产品尺寸精度满足设计要求和使用需求3物理机械性能按照GB/T

5761、GB/T13021等国家标准进行拉伸、冲击、硬度等性能测试，确保产品质量4化学性能评估检测耐化学腐蚀性、热稳定性、阻燃性等关键化学性能指标，保证产品在使用环境中的可靠性加工过程的主要缺陷PVCPVC加工过程中常见的质量缺陷包括分解变色、气泡形成、水纹产生、增塑剂析出和收缩变形等分解变色通常由温度过高或停留时间过长引起气泡和水纹多与原料含水或加工条件不当有关增塑剂析出影响制品外观和性能收缩变形则与冷却条件和模具设计相关，需要综合控制加工参数材料安全与健康使用限制特定领域有严格规定•禁用于直接食品接触正规产品安全安全保障•儿童玩具有特殊要求符合标准的PVC产品安全可靠多层次安全管控体系•医疗器械需专用级别•严格控制添加剂用量•原料纯度控制•选用安全稳定剂•生产过程监控•定期质量检测•成品安全检测案例管道的市场优势PVC施工便利性重量轻、连接简单，大幅降低施工难度和人工成本经济性优势材料成本低，运输安装费用少，综合成本显著低于金属管使用寿命长正常使用条件下寿命超过50年，耐腐蚀性能卓越替代传统材料在给排水系统中大量替代铸铁、钢管等传统材料案例地板革和装饰材料PVC绿色环保趋势功能性优势替代木质材料无甲醛、低VOC的环保型PVC地板增长迅防水防潮、耐磨耐污、易清洁维护，在厨在商业和住宅装修中大量替代传统木质地速，符合现代消费者对健康家居的需求，房、卫生间等潮湿环境中表现优异，广受板，成本更低，维护更简单，使用寿命更市场前景广阔消费者青睐长未来市场趋势PVC智能制造发展功能材料开发PVC生产向智能化、自动化方开发具有特殊功能的PVC材向发展，通过工业

4.0技术提料，如抗菌、导电、阻燃等功高生产效率，降低能耗，改善能化产品，满足高端应用领域产品质量稳定性的特殊需求出口市场潜力中国PVC产品在一带一路沿线国家市场潜力巨大，随着基础设施建设需求增长，出口前景看好技术发展展望节能降耗技术开发新型催化剂和反应工艺，显著降低PVC生产的能源消耗和碳排放，实现绿色生产目标高性能工艺研发低污染、高效率的新工艺技术，提高产品质量和生产效率，减少废物产生和环境影响生物降解复合探索生物可降解PVC复合材料，结合传统PVC优势与环境友好特性，开拓可持续发展新路径总结与思考制造技术成熟绿色发展主流PVC的制造工艺和应用技术日益环保安全已成为PVC行业发展的成熟完善，产业链完整，技术标主流方向，从原料选择到生产工准体系健全，为行业稳定发展奠艺，从产品设计到废物处理，全定了坚实基础链条绿色化转型正在加速创新驱动升级技术创新是推动PVC行业转型升级的核心动力，新材料、新工艺、新应用不断涌现，为行业发展注入新活力。