高分子材料课件——聚氯乙烯
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高分子讲座-聚氯乙烯和聚苯乙烯和丙烯酸类树脂
3.6 PVC的应用
硬质PVC塑料 软质PVC塑料
管材：各种输送物料的管 型材：门、窗、家具等 板材：瓦楞板、密实板、发泡板等 片材：吸塑制品如包装盒等 丝类：纱窗、蚊帐、绳索等 瓶类：食品、药品、化妆品包装材料等 注塑品：管件、阀门、办公用品、壳等 薄膜：大棚膜、包装膜、装饰膜，雨衣等 电缆：中低压绝缘和电缆料等 鞋类：雨鞋、凉鞋、鞋底、鞋面材料等 革类：人造革、地板革、壁纸等 其他：软透明管、唱片及垫片等
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20
PVC防水卷材
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用聚氯乙烯塑料添加部分二次料，经挤出滚压 制成，供制造电缆时做成缆线芯、绕包和绝缘 修理使用。
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聚氯乙烯内螺纹球阀
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4 聚苯乙烯
Polym. n CH2 CH
CH2 CH n
Styrene
Polystyrene （ PS ）
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4.1 概述
早在1839年人们即发现水汽蒸馏苯乙烯出现 苯乙烯的固化反应，当时认为是氧化。20世纪30 年代，为备战需要，德国加快了工业生产苯乙烯 及苯乙烯聚合物的开发工作，1933年法本公司开 发了连续本体聚合生产聚苯乙烯的工业生产技术。 美国于1938年开发了苯乙烯釜式本体聚合工业生 产技术。在50年代初道化学公司推出高抗冲聚苯 乙烯商品（HIPS），1953年美国出现了ABS树脂， 并于1958年建厂投产。
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聚苯乙烯(PS：Polystyrene)是产量仅次于PE、 PVC和PP的通用树脂，分为通用聚苯乙烯（GPPS： General Purpose Polystyrene ）、抗冲聚苯乙烯 （HIPS：High-impact polystyrene ）和发泡聚苯乙烯 （EPS：Expanded polystyrene ）3种。
什么是聚氯乙烯高分子材料
聚氯乙烯作为制作PVC的主要材料，有着举足轻重的作用。
众所周知，在行业中，很多的产品都是由PVC制造而来的，像是PVC管、地板、墙纸等，都是我们生活中经常所用的。
其实聚氯乙烯作为一种高分子材料，被称为四大基础建材之一，不仅是PVC的制造，UPVC以及PVC-C都离不开聚氯乙烯。
下面我们来看看这三者之间有什么样的联系吧。
（PVC-图例）【聚氯乙烯高分子材料】经由聚氯乙烯高分子材料制成的PVC、UPVC以及PVC-C之间有着怎样的联系呢？1.PVCPVC：:聚氯乙烯，为热塑性树脂。
与钢材、木材、水泥并称四大基础建材，与PP、PE、ABS、PS 并称五大通用树脂，是氯碱工业最大的有机耗氯产品。
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。
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。
软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。
硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。
PVC的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。
其中建材行业占的比重最大，为60，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。
2.PVC-UPVC-U又叫UPVC、硬质聚氯乙烯。
PVC-U以PVC为主要原料，加入必要的添加剂，经挤出成型生产。
即使用氯乙烯单体经聚合反应而制成的无定形热塑性树脂加一定的添加剂（如稳定剂、润滑剂、填充剂等）组成。
除了用添加剂外，还采用了与其它树脂进行共混改性的办法，使其具有明显的实用价值。
聚氯乙烯(PVC)树脂
3缺点
二、光、热、氧的稳定性极差——添加稳定剂 PVC树脂支链上的氯原子不稳定，光、热、氧非常敏感，很容易分解。纯PVC树 脂在90℃时就会轻微降解，对所以说纯粹的PVC树脂是不能加工的，必须添加热稳 定剂才能加工。
铅盐单体 金属皂
复合铅盐稳 定剂 稳定剂
有机辅助热
稳定剂 抗氧剂 硬脂酸钙
钙锌稳定剂
聚合方法 悬浮聚合 乳液聚合 本体聚合 温度调节 容易 容易 难 聚合度 低 高 低 聚合物形态 粉状小粒子 糊状 粉状小颗粒 工艺及产物特点
工艺成熟后，后处理简单，质量好，成本低， 占PVC总产量90%左右，用途广泛。
生产易连续化，产品粒细，但后处理复杂， 含杂质较多，电绝缘性、热稳定性及色泽较 差，一般用于糊塑料。 工艺简单，树脂纯度高，性能优异，适宜制 造高度透明制品，但反应热不易排除 成本高，树脂与溶剂分离及溶剂回收工艺复 杂，仅限于制造特殊涂料
聚氯乙烯（PVC）树脂
陈军强 2017.12.01
目录
1
第 1 部分
简介Βιβλιοθήκη 2第 2 部分检测
3
第 3 部分
缺点
4
第 4 部分
其他辅料
第 1 部分
简介
1简介
概述
定义：聚氯乙烯，简称PVC（Polyvinyl chloride polymer），是由氯乙烯单体在引发剂作用下聚合而成的热 塑性树脂。 分子式：（CH2-CHCl）n
3缺点
四、流动性差，塑化能力差——添加润滑剂
降低聚合物分子之间 的摩擦力，增加聚合 物的加工流动性和均 匀性
减少聚合物熔体与螺 杆、料筒和模体之间 的黏结强度，降低它 们之间的摩擦力
3缺点
润滑剂种类 • 单硬酸甘油酯 简称单甘酯，含酯量要大于42%，它属于纯内润滑剂，熔点 58℃左右，作为内润滑剂的性能很优秀，应用很广泛。 • 硬脂酸钙 硬脂酸钙作为内润滑剂还具有促进塑化的优点，但长期受热以后制 品很容易变红，而且添加量不能过大，一般不能超过0.7%。 • 硬脂酸 硬脂酸是一种内外润滑剂，它在添加量少的时候是一种外润滑剂，添 加量刚好的时候是内润滑剂，而添加量大的时候，多出的部分有起到了外润滑 剂的作用。一般不使用它作为润滑剂，而是作为钙粉的包覆物质来使用的。 • DOP DOP作为一种内润滑剂它还具有促进塑化、增加流动性、降低熔体粘 度等作用，是一种很好的润滑剂。但是由于它的挥发点是180℃，这使得它制 品在加工过程中容易挥发，使得产品变脆，力学性能降低。 • 石蜡、PE蜡。。。
聚氯乙烯
聚氯乙烯（英文為PolyVinyl Chloride，简称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。
分子结构
立体结构
1
聚氯乙烯是无定形的线型、非结晶的聚合物，基本无支 无定形的线型、 链，链节排列规整。聚合度n的数目一般为500～20000。 聚氯乙烯树脂为白色粉末，相对密度约1.4。聚氯乙烯塑 料有较高的机械强度，良好的化学稳定性。 聚氯乙烯分子中含有大量的氯，使其具有较大的极性， 同时具有很好的耐燃性。 聚氯乙烯塑料有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃烧和绝缘性 能。但是对光和热的稳定性差。 聚氯乙烯的抗冲击性能差,耐寒性不理想，硬质聚氯乙烯 塑料的使用温度下限为-15℃，软质聚氯乙烯塑料为30℃。
2
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。 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。
4
聚 泡沫塑料 氯 乙 烯
涂层制品
薄膜
薄 膜 不 能 作 食 品 包 装 袋
塑料 制品 制品
分子结构
立体结构
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聚氯乙烯是无定形的线型、非结晶的聚合物，基本无支 无定形的线型、 链，链节排列规整。聚合度n的数目一般为500～20000。 聚氯乙烯树脂为白色粉末，相对密度约1.4。聚氯乙烯塑 料有较高的机械强度，良好的化学稳定性。 聚氯乙烯分子中含有大量的氯，使其具有较大的极性， 同时具有很好的耐燃性。 聚氯乙烯塑料有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃烧和绝缘性 能。但是对光和热的稳定性差。 聚氯乙烯的抗冲击性能差,耐寒性不理想，硬质聚氯乙烯 塑料的使用温度下限为-15℃，软质聚氯乙烯塑料为30℃。
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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。 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。
4
聚 泡沫塑料 氯 乙 烯
涂层制品
薄膜
薄 膜 不 能 作 食 品 包 装 袋
塑料 制品 制品
聚氯乙烯
①悬浮聚合法：使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些 微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、 聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯、 过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚 合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即 得树脂成品。氯乙烯单体应尽可能从树脂中抽除。作食品包装用的 PVC，游离单体含量应控制在1ppm以下。聚合 时为保证获得规定的分子量和分子量分布范围的树脂并防止爆聚，必须控制好聚合过程的温度和压力。树脂的粒 度和粒度分布则由搅拌速度和悬浮稳定剂的选择与用量控制。树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分 布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。聚合反应釜是主要 设备，由钢制釜体内衬不锈钢或搪瓷制成，装有搅拌器和控制温度的传热夹套，或内冷排管、回流冷凝器等。为 了降低生产成本，反应釜的容积已由几立方米、十几立方米逐渐向大型化发展，最大已达到200立方米（釜式反 应器）。
聚氯乙烯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，是含有少量结晶结构的无定形聚 合物。这种材料的结构如下：-(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。
在PVC分子链上存在短的间规立构规整结构。随着聚合反应温度的降低，间规立构规整度提高。聚氯乙烯大 分子结构中存在着头头结构、支链、双键、烯丙基氯、叔氯等不稳定性结构、使得耐热变形及耐老化差等缺点。 故作交联后，可将该类缺点消除。
聚氯乙烯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，是含有少量结晶结构的无定形聚 合物。这种材料的结构如下：-(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。
在PVC分子链上存在短的间规立构规整结构。随着聚合反应温度的降低，间规立构规整度提高。聚氯乙烯大 分子结构中存在着头头结构、支链、双键、烯丙基氯、叔氯等不稳定性结构、使得耐热变形及耐老化差等缺点。 故作交联后，可将该类缺点消除。
神奇的高分子材料PPT课件
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按性能功用分类
1. 耐高温纤维，阻燃纤维，如聚苯咪唑纤维 2. 耐高温腐蚀纤维，如聚四氟乙烯 3. 高强度纤维如芳纶纤维，超高分子量聚乙烯 4. 耐辐射纤维，如聚酰亚胺纤维
24
耐高温阻燃芳纶纤维
使用耐高温阻燃芳纶纤维制作汽车的外饰和内饰
25
阻燃纤维布料
26
耐辐射纤维-聚酰亚胺纤维
27
吸音聚酯纤维板-建筑装修材料
上下水管 ➢交通运输：道路交通设施、轮胎，汽车内饰，汽车各种
部件 ➢高科技领域：航空航天，国防，电子，信息，能源
9
橡胶
橡胶：在外力作用
下会产生较大的可
逆形变，弹性较大，
玻璃化转化温度在
室温以下。如聚：
顺式异戊二烯，丁
苯橡胶，丁腈橡胶
等
10
橡胶的分类
天然橡胶：橡胶树的 “眼泪” 聚异戊二烯 通用橡胶：室温，一般条件下应用
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功能高分子材料
功能高分子材料的涵义： 在高分子结构上引入某种功能基团，使其 显示出光、电、磁、声、热、生物、医学 等特殊功能的高分子材料
塑料晶体管
Si
• 与硅晶体管相比，塑料晶体管的好处在于成本低廉，生产便捷，不需 要专门化的昂贵制造设备和高度洁净的真空环境。
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聚合物薄膜太阳能电池 Polymeric solar cell
?年产量在四大工业材料塑料钢铁水泥木材中居于首位?我国塑料生产消费和出口居世界第二2011年中国塑料树脂消费量将突破4000万吨?其力学性能和行为在橡胶和纤维之间分类特点品种通用塑料综合性能优良生产量大价格低廉聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚氯乙稀酚醛树脂通用工程塑综合性能优良使用温度在150以下消费量在万吨以上聚酰胺聚甲醛热塑性聚酯聚碳酸酯聚使用温度在150以上消费量在万吨以下具有某种特殊功能有机硅塑料氟塑料不溶性聚酰亚胺衣架椅子盆类书架玩具文具办公用品家具建筑材料高密度聚乙烯管材聚偏氟乙烯聚甲醛塑料棒材聚砜塑料棒材是一种新型耐高温热固性工程塑料由于其在270400的大范围温度内能保持较高的物理机械性能具有优异的电绝缘性耐磨性抗高温辐射性能和物理机械性能在航空航天电器机械化工微电子仪表石油化工计量等高技术领域广泛使用并已在全球火箭宇航等尖端科技领域得到广泛应用
高分子材料课件(专业)经典.ppt
②链节：
氯乙烯 苯乙烯
定义：构成高聚物的重复结构单元称为链节。
例：
氯乙烯链节
尼龙-66链节
③聚合度：高分子链节中的数目n。
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材料科学与工程学院
2、高聚物的分子量的多分散性和平均分子量：
①高聚物的分子量是M： M m n
m:链节分子量； n:聚合度 分子量不同，高聚物的性能和 物理状态不同。例：聚乙烯
柔顺性：大分子链构象变化而获得不同蜷曲程度的特性。
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ⅱ、柔顺性的好坏与链中单链的内旋转的难易程度有 关。运动的单元为链段，链段包含的链节数越少， 则运动越容易，大分子链的柔顺性越好。
ⅲ、大分子链的柔顺性是高聚物与低分子物质在许多 基本性能上差异的原因。例：高弹性。
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材料科学与工程学院
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特点： 官能团之间反应，缩聚物有特征结构官能团； 有低分子副产物； 缩聚物和单体分子量不成整数倍。
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四、高分子材料的分类
①按来源： ⅰ、天然聚合物：天然橡胶，纤维素，蛋白质等。 ⅱ、人造聚合物：经人工改性的天然聚合物。
例：硝酸纤维。 ⅲ、合成聚合物：完全由低分子人工合成。
特点：聚合物的结构单元与单体组成相同；
分子量是单体分子量的整数倍； 聚合过程无副产物生成。
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共聚物: 由两种或两种以上的单体经过加聚反应生
成的高分子化合物。
例：ABS塑料。A：丙烯脂 B：丁二烯 S：苯乙烯
n[xCH=CH+gCH2 =CH-CH=CH2 +zCH=CH2 ]
的主力军。
演示课件
常见聚合物材料ppt课件
.
31
聚丙烯腈
聚丙烯腈纤维（腈纶）是合成纤维中的主要品 种之一，由于纯聚丙烯腈所制成的纤维质脆且 不易染色，因此一般所述聚丙烯腈纤维是指丙 稀腈含量在85％以上的共聚纤维。
聚丙烯腈纤维的耐候和耐光性能优良，化学稳 定性好，不发霉，不怕虫蛀。聚丙烯腈纤维膨 松、卷曲、柔软，极似羊毛，强度高于羊毛， 相对密度比羊毛低。主要用途是代替羊毛，或 与羊毛混纺。
PP熔体的粘度对剪切速率的依赖性比对 温度的依赖性大。
.
9
4. 聚苯乙烯（Polystyrene-PS）
通用级聚苯乙烯为硬、脆、透明的无定 型热塑性塑料。无色、无味、无毒，易 燃烧，燃烧时冒黑烟，有特殊气味，敲 击时有金属声，断口出现光泽，易于染 色。
PS的熔融温度为150～180℃，热分解温 度300℃，长期使用温度60～80℃。
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10
工业上生产PS 的方法主要为悬浮聚合法 和本体聚合法。
PS具有较好的流动性，成型性能良好， 成型温度范围宽，热稳定性好，吸湿性 低，成型前无需干燥。成型时应注意所 产生的定向及内应力。
.
11
ABS树脂：
ABS是微黄色或白色、不透明、无毒、无味 的热塑性树脂。丙烯晴（A）具有耐化学腐 蚀性和一定的表面硬度；丁二烯（B）赋予 树脂弹性和良好的冲击性能；苯乙烯（S） 则使树脂具有刚性和流动性。ABS并非三种 单体的简单共聚物或共混物，而是玻璃态 聚合物连续相中分散着橡胶相的高分子。
常见聚合物材料
.
1
常用热塑性塑料
1. 聚氯乙烯（Polyvinyl chloride-PVC）
典型的极性无定型聚合物，无毒、无臭的白色粉 末，难燃，离火即熄，火焰上黄下绿，冒黑烟， 燃烧时变软，发出刺激性酸味，滴下能拉丝的胶 质。
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* 实验发现，取向对PVC的光氧化有重要影响。 拉伸取向后的样品在太阳光紫外线（波长大 于300nm）照射下生成的羰基比未拉伸样品 多得多。
原因：PVC拉伸过程中形成了一种构象，有利 于自由基从分子链上夺取氢原子。
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一般认为PVC脱HCl是“开拉链”反应： 要使PVC颜色发黄，至少需要连续7个共轭双 键结构。从大分子上依次除去HCl将不断增 加剩余链的共轭能，使下一步脱氯化氢所需 的活化能降低，容易形成多烯链。
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实际上，PVC降解时，同时进行多种化学反 应：分解脱HCl；氧化断链与交联；少量的 芳构化过程。
聚氯乙烯分解的HCl具有自催化作用：
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热失重研究表明，PVC的分解分两阶段进行：
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PVC脱HCl时，生成多烯结构，同时由于交 联和环化，其相对分子质量增加。
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（2）PVC脱HCl的机理： 聚合物分子链上的非正常结构（支化、氯代 烯丙基团、含氧结构、端基、头－头结构等） 引发了脱HCl反应。 含氯模型化合物的稳定性：
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PVC分解脱HCl的机理： （i）自由基机理：
证据： 过程： 在某个稳定性较差的位置无规的引发C－Cl 键断裂反应，生成大分子自由基，随后脱除 HCl。
(iii) 分子机理：
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聚氯乙烯
科技名词定义中文名称：聚氯乙烯英文名称：polyvinylchloride，PVC定义：重复单元为的具有无规构型结构的聚合物。
是一种通用型合成树脂。
根据添加增塑剂的不同，可分为硬质和软质聚氯乙烯两类。
应用学科：材料科学技术（一级学科）；高分子材料（二级学科）；塑料（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片聚氯乙烯制品聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽。
透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。
常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。
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。
查看精彩图册目录中文名称英文名称结构简式物理和化学性质材料性质聚氯乙烯的主要用途分类与命名方法PVC塑料的识别方法发展历史历史沿革生产方法改性品种聚氯乙烯助剂着色的三大问题加工稳定性迁移性耐候性颜料中金属离子的影响PVC树脂的主要用途1.PVC一般软制品2.PVC薄膜3.PVC涂层制品4.PVC泡沫制品5.PVC透明片材6.PVC硬板和板材7.PVC其它PVC材料的特征停用PVC标签聚氯乙烯期货合成材料PVC的需求量展开中文名称英文名称结构简式物理和化学性质材料性质聚氯乙烯的主要用途分类与命名方法PVC塑料的识别方法发展历史历史沿革生产方法改性品种聚氯乙烯助剂应用范围着色的三大问题加工稳定性迁移性耐候性颜料中金属离子的影响PVC树脂的主要用途1.PVC一般软制品2.PVC薄膜3.PVC涂层制品4.PVC泡沫制品5.PVC透明片材6.PVC硬板和板材7.PVC其它PVC材料的特征停用PVC标签聚氯乙烯期货合成材料PVC的需求量展开编辑本段中文名称简称PVC，由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。
是氯乙烯的均聚物。
氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。
聚氯乙烯
紧密型PVC
疏松型PVC
HMWPVC 聚合度>1700
通过调整悬浮聚合时的配方和工艺条件，可以获得紧密型和 疏松型PVC，颗粒尺寸50～250μm。
聚合温度对颗粒形态有显著影响：温度越低，获得的PVC颗 粒就越疏松。
软PVC和硬PVC的概念 软PVC：增塑剂含量>40%以上的PVC。 硬PVC：不含增塑剂或增塑剂含量<10%的PVC。
CH 2
CH 2
2HCl
1 2
O2
CaCl2 CH 2Cl
CH 2Cl
H 2O2
二氯乙烷裂解时放出氯化氢，循环使用。
△ C H 2 C l - C H 2 C l C H 2 = C H C l + H C l
氯乙烯可看作是一个氯原子取代乙烯分子的一个氢原子，与乙烯相比，
有下列差异：
2. 异常（缺陷）结构与支链
缺陷与支链结构对PVC的热稳定性有决定性的影响。
H
HH
HH
CH2 C + CH2 Cl
C HC l
与VCM反应
HH
CH2 C C CH2
C H 2 C C C H 2C l
Cl Cl
Cl
(1 )
(2 )
不与VCM反应，脱去Cl自由基
C H 2 C C C H 2C l C l C H 2 C HC l
聚氯乙烯糊塑料， 增塑剂含量为80%以上。
反增塑效应
在PVC中加入增塑剂可增加分子间的活动能力，提高柔顺 性。然而，在硬质PVC中加入少量增塑剂，会出现“反增 塑效应”。
<三> PVC的热性能
耐热性——热变形温度。 热稳定性
人教版《高分子材料》课件PPT2
汽车轻量化 涤纶
PET
吸湿性好，因其分子链上有羟基
汽车重量
效果
特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形状，但加工成型后就不会受热熔化
下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成体型结构的是（ ） （天然橡胶与合成橡胶、老化与硫化）
10%
燃油效率可提高 6%~8%
CO2排放，降低5~8 g/km
任务三：汽车结构件中的高分子材料 合成线型脲醛树脂的化学反应方程式?
热固性塑料（酚醛塑料）
特性：在制造过程中受热时能变软塑成一定的形 状，但加工成型后就不会受热熔化
结 构 决 定 性 质
热塑性塑料
热固性塑料
具有长链状的线型或支链型结构。
链与链间会形成共价键，产生一 些交联，形成体型网状结构。
结构
性 溶解性
受热时的 质 变化
线型高分子
链状结构 缓慢溶解适当溶剂
加热软化熔解， 具有可塑性。
高 分 子 从来源角度 化 合 物
天然高分子化合物 合成高分子化合物
棉花 羊毛 天然橡胶
塑料（线型与体型、热塑性与热固性） 合成纤维（维纶与涤纶） 合成橡胶
（天然橡胶与合成橡胶、老化与硫化）
01
02
04
03
CONTENTS
【聚乙烯】1、下列有关聚乙烯的说法正确的是( )
A. 聚乙烯是通过缩聚反应生成的
B.聚乙烯能使溴水退色
C.高压聚乙烯可用于制作食品包装袋等薄膜制品D.聚乙烯是热固性塑料,性质稳定,故不易
造成污染
【热塑性和热固性】2、下列原料或制成的产品中,若出现破损不可以进行热修补的是（）
A.聚氯乙烯凉鞋 B.电木插座
C.自行车内胎
D.聚乙烯塑料膜
从聚氯乙烯到高分子化学-聚氯乙烯工艺学——高分子化学精品文档
光引发聚合
许多烯类单体在光的激发下，能形成自由基而 引发聚合，这称做光引发聚合
高能辐射引发聚合
2.4 自由基聚合反应速率
2.4.1 自由基聚合的基元反应 自由基聚合是链式聚合 ，至少由三个基元 反应组成 链引发 链增长 链终止 还可能伴有链转移等反应
（1）链引发反应：包括两个反应
2. 3 引发剂和引发反应
2.3.1 2.3.2
2.3.3
引发剂的种类 引发剂分解动力学
(1) 引发剂分解速率 (2) 引发剂效率 (3) 引发剂的选择
其他引发作用
2.3.1 引发剂和引发反应
氯乙烯单体聚合需要使用引发剂； 引发剂的特点：
引发剂分子含有弱键， 热分解产生两个初级自由基
偶合终止：聚合度为两个链自由基的单体单元数 之和。生成的大分子的两端即为引发剂残基。
歧化终止：聚合度为原链自由基中所含的单体单 元数，各自含有一个引发剂残基端基（一个是饱 和端基，另一个是不饱和端基。）
终止反应的方式取决于单体的结构和聚合温度。
（4）链转移反应
向单体转移 向溶剂（或分子量调节剂）转移 向引发剂转移 向大分子转移
引发剂热分解是一级反应
速率方程式
引发剂分解速率 mol/(L·s)
积分得
分解速率常 数 s-1
一定温度下，测定不同时间t下的[I] 值，以 ln([I] /[I]0)对 t 作图
引发剂半衰期-- t1/2
对于一级反应，常用半衰期来表征反 应速率大小
半衰期是指引发剂分解至起始浓度一 半时所需的时间 t1/2
实际测定的是转化率 随时间的变化
聚合物浓度随反 应时间的增加
许多烯类单体在光的激发下，能形成自由基而 引发聚合，这称做光引发聚合
高能辐射引发聚合
2.4 自由基聚合反应速率
2.4.1 自由基聚合的基元反应 自由基聚合是链式聚合 ，至少由三个基元 反应组成 链引发 链增长 链终止 还可能伴有链转移等反应
（1）链引发反应：包括两个反应
2. 3 引发剂和引发反应
2.3.1 2.3.2
2.3.3
引发剂的种类 引发剂分解动力学
(1) 引发剂分解速率 (2) 引发剂效率 (3) 引发剂的选择
其他引发作用
2.3.1 引发剂和引发反应
氯乙烯单体聚合需要使用引发剂； 引发剂的特点：
引发剂分子含有弱键， 热分解产生两个初级自由基
偶合终止：聚合度为两个链自由基的单体单元数 之和。生成的大分子的两端即为引发剂残基。
歧化终止：聚合度为原链自由基中所含的单体单 元数，各自含有一个引发剂残基端基（一个是饱 和端基，另一个是不饱和端基。）
终止反应的方式取决于单体的结构和聚合温度。
（4）链转移反应
向单体转移 向溶剂（或分子量调节剂）转移 向引发剂转移 向大分子转移
引发剂热分解是一级反应
速率方程式
引发剂分解速率 mol/(L·s)
积分得
分解速率常 数 s-1
一定温度下，测定不同时间t下的[I] 值，以 ln([I] /[I]0)对 t 作图
引发剂半衰期-- t1/2
对于一级反应，常用半衰期来表征反 应速率大小
半衰期是指引发剂分解至起始浓度一 半时所需的时间 t1/2
实际测定的是转化率 随时间的变化
聚合物浓度随反 应时间的增加
4 聚氯乙烯
在VCM悬浮聚合过程中，当聚合转化率达到80％以 后，大分子之间的歧化终止反应增加，易生成支链结 构，这将影响产品的热稳定性和加工性能，因此在聚 合反应后期，为终止聚合反应或急剧减慢聚合反应速 度，应加入终止剂，以控制聚合反应。 链终止剂种类很多，可分为自由基型和分子型两 类。分子型又可分为有机和无机类。 在PVC生产中，常用的终止剂是具有捕捉自由基和 链自由基功能的苯酚类化合物。20世纪70年代、80年 代较多使用4，4’－二羟基二苯基丙烷(双酚A)，20世 纪90年代后，丙酮缩氨基硫脲(ATSG)逐渐取代双酚A。
每个小液滴相当于一个小本体聚合单元， 单体液滴中溶有引发剂，在引发剂作用下，进 行VCM聚合，生成PVC颗粒。
PVC悬浮聚合过程中要加入许多助剂：引 发剂、分散剂、 链转移剂、防黏剂和终止剂。
氯乙烯悬浮聚合中，分散剂的作用： 一、降低单体与水之间的界面张力，使单 体在水相中良好分散， 二、在单体液滴聚合生成聚合物固体粒子 过程中，经过黏性粒子阶段，粒子容易互相黏 结。分散剂吸附在粒子表面形成保护膜，起到 保护作用，防止粒子的聚集。
在原始微粒和初级粒子形成后，进入微观 成粒阶段。 这一阶段包括：初级粒子核成长为初级粒 子、初级粒子聚结和初级粒子的长大，是PVC成 粒过程中最重要的阶段。 亚微观和微观结构层次的成粒过程是不同 尺寸的粒子聚结和成长的结果。 初级粒子核形成后，即开始成长，不再形 成新的初级粒子核，初级粒子数也不再增加， 初级粒子稳定地分散在体系中。
在二次世界大战前，PVC主要应用于软质产 品。
战后，20世纪50年代、60年代，随着树脂质 量提高，新型稳定剂和加工机械的出现，使硬 质PVC的应用得以发展，PVC迅速成为用途广泛 的合成树脂。
2 反应机理 PVC是采用自由基聚合反应制备的， 基本反应步骤：链引发、链增长、链转移 和链终止等基元反应组成。 (1)链引发
高分子概论高分子合成材料课件.ppt
度
划
分
次结构型胶粘剂
——介于结构型与非结构型胶粘剂之间
高分子概论高分子合成材料课件
胶粘剂 —— 胶粘剂类型
有 机
动物胶：鱼胶、骨胶、虫胶 天然 植物胶：淀粉、松香、阿拉伯树胶
胶 粘 按剂 组
热塑性树脂胶：PVAc、PA、聚丙烯酸酯 合成 热固性树脂胶：环氧树脂、酚醛树脂
橡胶型胶粘剂：氯丁胶、丁腈胶
CH2OH
n
工程塑料
聚酰胺（polyamide）/ 尼龙（nylon）：
nylon-6、 nylon-11、 nylon-12、nylon-66、
nylon-610、 nylon-612、 nylon-1010、 nylon-1212
Nomex： O
OH
H
C
Kevlar： 聚碳酸酯（PC）：
O
CN
通用塑料：产量大、价格低、力学性能一般，主要作为非结构 材料使用，如：PP、PE、PVC、PSt等。
工程塑料：产量小、价格高、力学性能优异、耐热、耐磨、尺 寸稳定，主要作为结构材料使用，如：PA、PC、POM 等。
塑料的主要优点：质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、易成型加工。 塑料的主要缺点：力学性能较金属差、表面硬度低、多数易
Ox n
天然纤维
高分子材料概述——纤维
棉花、羊毛、蚕丝、麻
人
造
纤
化维
学 纤 维
杂 链 合纤
成维
纤 维
碳 链
纤
维
再生蛋白质纤维 再生纤维素纤维：粘胶纤维、铜氨纤维 纤维素酯纤维：二醋酯纤维、三醋酯纤维
聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚氨酯弹性纤维 其它：聚脲、聚甲醛、聚酰亚胺
聚酰胺-酰肼、聚苯并咪唑等。
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2，4-二氯丁基支链
PVC支链和缺陷数量并不多，一般为4～40个/ 1000个氯乙烯 重复单元。聚合反应温度越高，支化和缺陷就越多。
例如在-63～-53oC聚合而成的PVC，没有支链。 而在52oC聚合而成的PVC，30～35个支链/1000VCM。
高分子材料课件——聚氯乙烯
3. 立构规整结构
在PVC分子链上存在短的间规立构规整结构。 随着聚合反应温度的降低，间规立构规整
Cl CH2 CH
Cl
CH2 C C CH2Cl
+ 烯丙基氯
Cl
高分子材料课件——聚氯乙烯
Cl自由基非常活泼，能与聚合链进一步反应
C + l C H 2 C H lC H 2 C C H l C
攻击Cl代亚甲基氢
攻击亚甲基氢
Cl
CH2 C CH2 CHlC +HCl
(6)
与VCM聚 合链增长
H
H
CH2 C C CHlC +HCl
形成PVC颗粒特殊组织形态的主要原因是VCM不溶于PVC。 亚颗粒或几个亚颗粒聚 集形成最终的PVC颗粒。
由约50个PVC大分子链 聚集而成
高分子材料课件——聚氯乙烯
紧密型PVC
疏松型PVC
HMWPVC 聚合度>1700
通过调整悬浮聚合时的配方和工艺条件，可以获得
紧密型和疏松型PVC，颗粒尺寸50～250μm。
3. 结晶结构——由PVC链上的间规短链段形 成的微晶，结晶度在5～25％之间。通用型 PVC在5～10%（40～60oC聚合）。聚合温度是 影响PVC的结晶度的关键因素。
聚合物温 度降低
PVC的立构规整性提高 PVC的高分支子材化料度课件减——少聚氯乙烯
结晶度提高
<三> PVC颗粒的形态结构
PVC颗粒形态也是影响其最终性能的一个重要因素。
Cl (7)
Cl自由基脱除
Cl
CH2 C
CH2 CHC l
CH2 叔碳基Cl
CHC l
链中烯丙基氯
HH C H 2 C C C Hl C+C l
链中不饱和结构
高分子材料课件——聚氯乙烯
PVC自由基链“尾咬”
Cl
CH2 C CH2
H
CHC l
CH2 CH
ClБайду номын сангаас
叔碳基氯
Cl
Cl
Cl
CH2 C CH2 CH CH2 CH2
PVC树脂结构特点总结
聚合反应 温度
低高
牌号 小大
大分子间距小
-Cl导致分子 链较僵硬
190～200oC热塑性粘流态；
>200oC开始急剧分解，在>140oC时就开始分
解。
高分子材料课件——聚氯乙烯
影响PVCTg 的因素:
聚合反应温度：越高，PVC的Tg越低。 -80oC聚合：Tg～100oC； 125oC聚合：Tg～68oC
加入增塑剂：通过加增塑剂可使PVC的 Tg降到室温以下。
chloride monomer, 简称VCM）在过氧化物、 偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自 由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。
CH2
CH
n
Cl
英文名称：pol高y分v子i材n料y课l件c—h—l聚o氯r乙i烯de, 简称PVC
PVC塑料是以PVC树脂为基料，与稳定剂、 增塑剂、填料、着色剂及改性剂等多种 助剂混合，经塑化、成型加工而成。
高PV分C子-S材G7料课件—6—5.5聚氯乙烯720～605
主要用途 高级电绝缘材料 电绝缘材料、薄膜、一般软材料 电绝缘材料、农用薄膜、人造革 工业和农用薄膜、软管、人造革、
高强度管材 透明制品、硬管、硬片、单丝、
型材、套管 唱片、透明制品、硬板、焊条、
纤维 瓶子、透明片、硬质注塑管、过
氯乙烯树脂
<二> PVC树脂的聚合方法
悬浮法（S-PVC），生产80％的PVC
PVC的聚合 方法
乳液法 （E-PVC），生产10％的PVC 本体法（M-PVC），生产～10％的PVC
溶液法，因为对环境有污染，目前已不采用。 高分子材料课件——聚氯乙烯
3.2 PVH C的结构
尾
头
<1一. >基链本结特构征C H 2 C + C H 2 C H l C
PVC是VCM单体多C 数l以头-尾结构相联的
线形聚合物。
对于PVC来讲，聚合反应的温度是控制分 子量和链结构的决定因素。
头-头结构
聚合反应温度
分子量 高分子材料课件——聚氯乙烯
2. 异常（缺陷）结构与支链
缺陷与支链结构对PVC的热稳定性有决定性的影响。
H C H 2 C + C H 2 C H l C
第二章 热塑性塑料
第三节 聚氯乙稀（PVC） 3.1 PVC的聚合方法 3.2 PVC的结构（重点） 3.3 PVC的性能（重点） 3.4 PVC的降解（重点）与稳定技术 3.5 PVC的加工助剂 3.6 PVC的改性
高分子材料课件——聚氯乙烯
3.1 聚乙烯的聚合与品种
<一> PVC树脂与PVC塑料的定义 聚 氯 乙 烯 树 脂 是 氯 乙 烯 单 体 （ vinyl
度提高。
例如：在～ -60oC聚合而成的PVC，间规立构规 整度高达65％。
高分子材料课件——聚氯乙烯
<二> 聚集态结构 1. 基本特征 PVC是含有少量结晶结构的无定形聚合物。
2. 无定形结构
-Cl导致分子 间作用力增强
通用PVC的Tg在70～80oC；
80～175oC:高弹态； 175～190oC：开始熔融；
C l
HH
C H 2 CCC H 2 C l C l (1 )
HH C H 2 CCC H 2 C l
C l (2 )
与VCM反应
HH
不与VCM反应，脱去Cl自由基
C H 2 C C C H 2C l C l C H 2 C HC l
HH
++ VCM
氯甲基
HH
C H 2 C C C H 2C l
(3 )
聚合温度对颗粒形高分态子材有料课显件—著—聚影氯乙响烯 ：温度越低，获得 的PVC颗粒就越疏松。
软PVC和硬PVC的概念
软PVC：增塑剂含量>40%以上的PVC。
硬PVC：不含增塑剂或增塑剂含量<10%的
PVC。
疏松型PVC适合制造软PVC
PVC疏松度
吸收增塑剂 的能力
紧密型PVC适合制造硬PVC
聚合温度下降，疏 松度提高。
型号 PVC-SG1 PVC-SG2 PVC-SG3 PVC-SG4
聚合温度/oC 48.2 50.5 53.0 55.5
平均聚合度 1510～1360 1340～1240 1225～1120 1100～1000
PVC-SG5
58.0
985～860
PVC-SG6
61.8
850～730