聚氯乙烯

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聚氯乙烯
密度	1380 kg/m³
杨氏弹性模量(E)	2900-3400 MPa
拉伸强度(σ_t₎	50-80 MPa
Elongation @ break	20-40%
Notch test	2-5 kJ/m²
玻璃转变温度	87 °C
熔点	212 °C
Vicat B¹	85 °C
导热率 (λ)	0.16 W/m.K
热膨胀系数 (α)	8 10^{-5 ^/K}
热容 (c)	0.9 kJ/(kg·K)
吸水率 (ASTM)	0.04-0.4
Price	0.5-1.25 €/kg
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source: ^[1]

聚氯乙烯

聚氯乙烯（英文为PolyVinyl Chloride，经常被称作PVC）是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。

结构

这种材料的结构如下

$- C H 2 - C H C l - C H 2 - C H C l - C H 2 - C H C l -$

性质

聚氯乙烯的最大特点是阻燃，因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢、氯气和其他有毒气体^[2]。

聚氯乙烯的燃烧分为两步。先在240℃-340℃燃烧分解出氯化氢气体和含有双键的二烯烃，然后在400-470℃发生碳的燃烧^[3]。

物理和化学性质

稳定；不易被酸、碱腐蚀；比较耐热。

历史

1912年，德国人 Fritz Klatte 合成了PVC，并在德国申请了专利，但是在专利过期前没有能够开发出合适的产品。

1926年，美国 B.F. Goodrich 公司的 Waldo Semon 合成了PVC并在美国申请了专利。

PVC在19世纪被发现过两次，一次是 Henri Victor Regnault 在1835年，另一次是 Eugen Baumann 在1872年发现的。两次机会中，这种聚合物都出现在被放置在太阳光底下的氯乙烯的烧杯中，成为白色固体。20世纪初，俄国化学家 Ivan Ostromislensky 和德国 Griesheim-Elektron 公司的化学家 Fritz Klatte 同时尝试将PVC用于商业用途，但困难的是如何加工这种坚硬的，有时脆性的的聚合物。Waldo Semon 和 B.F. Goodrich Company 在1926年开发了利用加入各种助剂塑化PVC的方法，使它成为更柔韧更易加工的材料并很快得到广泛的商业应用。

生产与应用

聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化剂经取代反应制成。由于其防火耐热作用，聚氯乙烯被广泛用于各行各业各式各样产品：电线外皮、光纤外皮、鞋、手袋、袋、饰物、招牌与广告牌、建筑装潢用品、家俱、挂饰、滚轮、喉管、玩具、门帘、卷门、辅助医疗用品、手套、某些食物的保鲜纸、某些时装……等。

聚氯乙烯是由氯乙烯单体（VCM）聚合而成。因为其分子中57%的质量是氯元素。所以它与其它的塑料相比，相同的质量中所耗用的石油较少，然而，因为这种塑料的相对密度较大，而且在生成氯的过程中也要耗用其它能量，使得它在很多应用领域失去了优势。

目前使用较多的PVC生产工艺是悬浮聚合生产工艺。将纯水、液化的VCM单体、分散剂加入到反应釜中，然后加入引发剂和其它助剂，升温到一定温度后VCM单体发生自由基聚合反应生成PVC颗粒。持续的搅拌使得颗粒的粒度均匀，并且使生成的颗粒悬浮在水中。因反应是放热反应，必须配备有效的除热换热装置：如夹套冷却水、釜顶冷凝器。而且，因为PVC的密度比VCM的密度大。反应过程中随着PVC的不断生成，反应釜内液相的体积会不断收缩，必须不断加入纯水以维持适当的压力。在不同的聚合温度下，VCM聚合生成PVC的聚合度不同。控制不同的聚合温度可以生成不同牌号（聚合度不同牌号不同）的PVC树脂。

生成的PVC料浆经过汽提塔脱除残余的VCM气体（经回收系统回收后与新鲜VCM按一定比例循环使用），然后经过离心脱水，干燥床干燥、筛分后包装成产品。一般经后处理后PVC粉中的VCM含量小于1PPM。

其余的聚合工艺，如微悬浮、乳液聚合工艺可以生成粒径较小的PVC粉（10微米，而一般悬浮聚合生成的PVC粉粒径是120-150微米。其特性和应用也略有不同）聚和生成的PVC是未改性的PVC。在做成最终制品之前，一般要要加入各种助剂如：热稳定剂、紫外线稳定剂，润滑剂、增塑剂、加工助剂、抗冲改性剂，热改性剂、填料、阻燃剂、杀虫剂、发泡剂、烟雾抑制剂和各种颜料。

回收及循环再用

资源回收再利用：塑胶分类标志中，PVC代码是3（3字在三个循环再用箭号中心）

塑料本体底部或包装上须列明，以便消费者及回收商能分类妥当。

安全与危害

美国自1970年代开始，注意到聚氯乙烯工厂的工人有某种恶性肝癌。[1]。欧洲与澳大利亚也开始注意到聚氯乙烯工厂的工人有数种癌症。

其主要问题在于：

PVC内，一些有害添加剂和增塑剂，可能渗出或气化。
部份添加剂会干扰生物内分泌（影响生殖机能），部份可增加致癌风险。
焚化PVC垃圾，会产生致癌的戴奥辛（Dioxin）而污染空气。

PVC常使用邻苯二甲酸二辛酯（DEHP）为增塑剂，因DEHP易气雾化，其他乙烯基产品包括汽车内部、淋浴胶帘或铺地板物料等，也会释放化学气体入空气，且DEHP也易溶入油性液体中。另外，人们也开始关注到，儿童若嘴嚼这些软塑玩具，会有添加剂渗出的安全问题。

新生儿加护病房使用的乙烯基点滴袋也曾发现有释放DEHP的情形。

2008年美国与加拿大共同研究指出，在测试五种塑胶浴帘时，其在28日之内释放了百余种有毒物质。[2][3]。

2006年1月，欧洲共同体下了一个禁令：禁止在玩具里使用六种类型邻苯二甲酸酯软化剂（参见2005/84/EC 指引）。在美国，越来越多为这年龄层制造PVC玩具的公司，自愿停用PVC或停用邻苯二甲酸酯。美国粮食药物管理局建议制造者考虑在敏感患者（譬如出生不满一月的婴儿）的设备里，禁用DEHP。但是，供选择的增塑剂则未经测试确定是否更不安全。

一些研究表明，这添加剂也许令健康问题复杂化，但需要进一步研究。根据一些医疗研究显示，PVC 增塑剂也许会导致慢性病：譬如硬皮病、胆管癌（cholangiocarcinoma）、angiosarcoma、脑癌与acrosteolysis 。

2004年，一个联合了瑞典与丹麦学者的研究小组发现，常用在PVC的邻苯二甲酸酯DEHP和BBzP，和儿童过敏有相当强烈的关连性。

环境保护者小组绿色和平主张全球性逐步淘汰PVC。

因为从PVC垃圾的焚化产生戴奥辛即二恶英，是乙烯基氯（PVC）的副产物。因此，乙烯基氯是戴奥辛的来源，戴奥辛是种高度毒性物质，可能导致癌症和其它病症。也会成为全球性的威胁，因为其在环境中能大范围散布，并无法消散。即使接触少量戴奥辛，但戴奥辛仍极有可能与免疫系统受压、生育问题、各种癌症与和内分泌疾病有关系。据一个由英国企业ICI化学和高分子制品有限公司1994年提供的报告，根据1989年发表的一篇文献，这些氧氯化反应（使用做乙烯基氯和一些氯化的溶剂），会产生多氯二苯并二恶英（PCDDs）和二苯并呋喃（PCDFs）类化合物。

至2008年，欧盟、美国华盛顿与美国加州已禁止使用DEHP。

参考文献

^ A.K. vam der Vegt & L.E. Govaert, Polymeren, van keten tot kunstof, ISBN 90-407-2388-5
^ 黄鑫刘江虹张永丰秦俊, 用锥形量热仪研究细水雾抑制熄灭PVC火, 中国工程科学. 2006, 8 (12): 第102-106页.
^ yang J, Miranda R & Roy C (1999), "Vacuum pyrolysis of PVC I. Kinetic study", Polymer Degradation and Stability 64 (1): 127-144

聚氯乙烯

目录

结构

性质

物理和化学性质

历史

生产与应用

回收及循环再用

安全与危害

参考文献

相关有用资源连结