聚氯乙烯

第一章 聚氯乙烯
学习指南：本章主要讲述聚氯乙烯树脂及塑料的合成、结构、性能和用途。

要求了解聚氯乙烯树脂的合成方法，知道悬浮聚合与乳液聚合产物在性能及用途上的差异，理解聚氯乙烯具有热敏性的原因及对性能和成型加工的影响，掌握其性结构和性能特点，初步学会根据制品用途和成型加工方法选用不同型号的聚氯乙烯树脂。

对聚氯乙烯相关品种仅作一般了解。

聚氯乙烯(PVC)是以氯乙烯为单体聚合而得的聚合物，自上世纪30年代首先在德国开始工业化生产以来，由于它原料来源丰富，用途广泛，在通用塑料中一直占有重要地位，其产量在塑料中仅次于聚乙烯居第二位。

我国从1958年开始工业化生产PVC 树脂，尤其是70年代以后，着重解决了树脂中氯乙烯单体含量过高和“粘釜”两大技术难题，对PVC 树脂颗粒形态和成型加工之间的关系也进行了深入的研究，促使PVC 工业一直处于高速发展之中。

PVC 树脂具有化学稳定性好，力学性能高，电气绝缘性优良，难燃自熄，价格低廉等优点；但也存在热稳定性差，使用温度不高，硬质制品的脆性较大、不耐寒，在光和热的作用下易老化的缺点。

PVC 塑料是以PVC 树脂为基体，加入各种塑料助剂制备而成的多组分塑料。

各种组分都直接影响到它的性能，通过改变配方可制得软、硬程度不同及多种功能的塑料材料和制品，在农业、建筑、化工、电气、机械和日常生活中广泛用途。

第一节 聚氯乙烯的合成
一、氯乙烯单体
氯乙烯单体在常温常压下为无色气体，沸点为－13.9℃，溶于丙酮、乙醇、芳烃等有机溶剂，不溶于水。

通常氯乙烯单体在加入少量阻聚剂后加压成液体进行贮存或输送，添加的阻聚剂在聚合前采用蒸馏或用氢氧化钠溶液洗涤除去。

氯乙烯的工业生产方法有乙炔电石法、联合法、氧氯化法等。

1.乙炔电石法
乙炔与氯化氢气体反应生成氯乙烯的方法称为乙炔电石法，这是最早实现工业化生产的方法，具有投资少、技术简单、产品纯度高的优点。

其反应如下：
氯化氢可以从由电解食盐得到，乙炔可由碳化钙(电石)与水反应制得。

由于
电石是由石灰石煅烧而得，故能耗大、成本高，因而该法应用已逐渐减少。

2.联合法
由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷，然后在加压条件下将其加热裂解制得氯乙烯和氯化氢，生成的氯化氢再与乙炔反应又可得到氯乙烯。

该法可直接利用氯碱工业的氯气，因此成本较乙炔电石法低。

其化学反应式如下：
CH 2
CH 2+ Cl 2
CH 2Cl CH 2Cl CH 2CHCl + HCl
CH
CH CH 2
CHCl
+ HCl
CH CH CH 2CHCl + HCl
C
H 2CH 2+ Cl 22+O 2
CH 2CHCl 2H 2O
+2
1 21
3.氧氯化法
本法是以乙烯为原料经氧氯化作用直接得到二氯乙烷，然后二氯乙烷裂解生成氯乙烯，总反应式如下：
氧氯化法是随着石油工业的发展于上世纪60年代问世的，由于原料丰富，节省电能，成本较低，是当前生产氯乙烯的主要方法。

二、氯乙烯单体的聚合
使用某些过氧化物和偶氮化合物作引发剂，在热、光或辐射能的作用下，氯乙烯单体能顺利地进行自由基型连锁反应聚合成PVC 树脂，其反应式为：
聚合过程中聚合度由聚合温度来控制，聚合速率由引发剂用量来调节。

工业上
采用的聚合方法有四种，悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合和溶液聚合。

表1-1比较了四种聚合方法的基本情况。

下面就工业上最常采用的悬浮聚合和乳液聚合加以讨论。

表1-1 聚氯乙烯四种聚合方法的比较
聚合方法
温度调节
聚合度
聚合物形态
工艺及产物特点
悬浮聚合
容易
低
粉状小粒子
工艺成熟，后处理简单，质量好，
成本低，占PVC 总产量的90%左右，用途广泛
乳液聚合
容易
高
糊状
生产易连续化，产品粒细，但后
处理复杂，含杂质多，电绝缘性、热稳定性及色泽较差，一般用于糊塑料
本体聚合
难
低
粉状小颗粒
工艺简单，树脂纯度高，性能优
异，适宜制造高度透明制品，但反应热不宜排除
溶液聚合
容易
低
糊状
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
1.悬浮聚合
悬浮聚合体系主要由单体、引发剂、水、分散剂四个基本组分构成。

常用的引发剂有过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、过氧化二碳酸二异丙酯等。

分散剂有聚乙烯醇、顺丁烯二酸酐、纤维素醚类等。

生产中首先在反应釜中加入水、分散剂，用氮气排除空气后，再加入氯乙烯单体搅拌并维持在一定温度范围内(例如50～60℃)进行聚合反应。

聚合后的悬浮液先经碱液处理，以中和反应过程中分解的氯化氢，除去残留的引发剂和吸附在树脂中的单体等杂质，然后再经洗涤、干燥、过筛即得到白色粉状PVC 树脂。

引发剂 CH 2 CH Cl nCH 2
CH Cl
（ ） n
悬浮聚合过程中控制不同的反应温度和压力，采用不同的分散剂，改变搅拌形式和强度等聚合条件，聚合后采取不同的后处理方式等，所得到的树脂颗粒形态及性能均不相同，这正是PVC 具有不同型号的原因所在。

此外，聚合过程中“粘釜”现象会造成相对分子质量过高的组分，在树脂中不易塑化而使透明制品出现晶点，影响制品质量。

2.乳液聚合
乳液聚合使用水溶性引发剂，氯乙体单体在水介质中由乳化作用分散成乳液状态，在温度和搅拌作用下进行聚合反应，最终的反应产物为糊状物，可直接用于涂覆生产以及应用乳胶的场合。

也可经过凝聚、洗涤、脱水、干燥等工序制得固体PVC 粉料。

该种树脂能在常温下配制成分散体——PVC 糊塑料，用于生产人造革、泡沫塑料以及织物涂覆等。

乳液聚合过程中分散体系稳定性好，反应温度易于控制，单体分散程度均匀，所得到的PVC 颗粒较细，相对分子质量高。

但工艺复杂，产物中杂质含量较高。

第二节 聚氯乙烯的结构与性能
一、聚氯乙烯的结构
许多研究均表明，PVC 分子主链中链节基本上是按“头-尾”方式连接的，分子链结构如下：
但也存在少量的“头-头”或“尾-尾”连接方式，以及少量的支链结构：
一般，PVC 大分子链的聚合度在500～2000之间。

PVC 树脂是线型聚合物，具有热塑性。

由于分子链上每隔一个碳原子就有一个带负电性较强的氯原子，因而分子链具有较高的极性，大分子链间相互作用力大，阻碍了分子链之间的相对滑移。

因此PVC 树脂宏观上表现出一定的刚性和硬度，并具有良好的耐化学腐蚀性。

PVC 树脂的含氯量大于55%，因而具有阻燃性和自熄性。

但增塑剂的加入会降低其阻燃性。

PVC 分子链中含有短程的间规立构，具有约5%的结晶度，但仍以无规立构为主，属无定形聚合物，可制成透明度较高的材料和制品。

在聚合过程中由于发生链转移反应和歧化反应会产生一定数量的不饱和端基和支链，少量端基为引发剂的残基。

这些杂结构的存在使PVC 的热稳定性下降，在热、氧作用下易产生降解。

PVC 树脂的相对分子质量对成型加工和材料性能有较大影响。

随相对分子质量的增大分了链间作用力和缠结增加，因而材料的Tg 和力学强度提高，电绝缘性和耐老化性能也得到改善。

但相对分子质量增大会引起熔体黏度上升、加工温度提高，导
CH 2 CH
Cl
CH 2CH Cl
CH 2～～
CH Cl
CH 2CH Cl
CH 2 CH Cl
CH 2CH Cl
CH 2CH Cl
～
～
致成型加工困难。

对于工业生产的PVC来说，其主要区别不仅在于分子结构和相对分子质量的不同，而且与颗粒结构有关。

一般认为PVC树脂颗粒是由微区粒子、初级粒子、聚集体粒子堆砌构成的粗粒，粒径约50～250μm。

颗粒的形态、内部孔隙率、表面皮膜、颗粒大小及其分布等对PVC树脂的许多性能均有影响。

颗粒较大、粒径分布均匀、内部孔隙率高、外层皮膜较薄时，树脂具有吸收增塑剂快、塑化温度低、熔体均匀性好、热稳定性高等优点。

该类树脂我国常称为疏松型PVC树脂，相反，则称为紧密型PVC树脂。

目前，工业上以生产疏松型PVC树脂为主。

二、聚氯乙烯的性能
工业生产的悬浮法PVC树脂为白色或略带黄色的粉状物料，称为粉状树脂；乳液法树脂大多数是糊状物，常称为糊状树脂。

粉状树脂在20℃时折光指数为1.544，相对密度为1.35～1.46。

它对CO
2
等气体的透过率较低，对水蒸汽透过率稍高。

以PVC树脂为基体的塑料称为PVC塑料，其综合性能见表1-2。

表1-2 PVC塑料的综合性能
性能硬质PVC 软质PVC
相对密度
吸水率（浸24h）/%
拉伸强度/MPa
伸长率/%
弯曲强度/MPa
压缩强度/MPa
悬臂梁冲击强度/J·m－1 邵氏硬度
最高工作温度/℃
热导率/W（m·K）－1
线膨胀系数/10－5℃－1
体积电阻率/Ω·㎝
介电损耗角正切（106Hz）介电常数（606Hz）
介电强度/kV·㎜－1 1.35～1.46
0.07～0.5
35～52
＜40
70～112
55～85
21.5～105.8
D75～85
70
0.126～0.293
5～18
1012～1016
0.0579
2～3.6
≥18
0.16～1.35
0.15～0.8
10～24
100～500
约8.8
A50～95
50～100
0.126～0.167
7～25
1011～1014
0.0579
4～9
≥14
l.力学性能
由于PVC是极性聚合物，分子间作用力较大，其固体表现出良好的力学性能，如表1-2所示。

其力学性能的数值不仅取决于相对分子质量的大小，更与所添加塑料助剂的种类及数量有关。

尤其是增塑剂的加入，不但能提高PVC树脂的流动性，降低塑化温度，而且可以使其成为软质材料。

根据在PVC树脂中加入增塑剂量的多少，把PVC 塑料分为硬质PVC（UPVC或PVC-U）和软质PVC（软PVC 或PVC－P）。

通常，在l00份PVC树脂中UPVC的增塑剂用量在5份以下，软PVC的增塑剂用量大于25份，介于二者之间为半硬质PVC。

UPVC的拉伸强度、刚度、硬度等力学强度较高；软PVC具有较高的
热
CH CH Cl
CH Cl
CH 2～
CH ～
CH
～
H ～
CH CH 断裂伸长率，柔韧好。

2.热性能
PVC 是无定形聚合物，它的Tg 在80～85℃，在此温度下PVC 即开始软化，随着温度的升高，力学性能逐渐丧失。

显然，Tg 是PVC 理论使用温度的上限，但实际应用中，PVC 的长期使用温度不宜超过65℃。

PVC 的耐寒性较差，尽管其脆化温度低于－50℃，但低温下即使软PVC 品也会变硬、变脆。

PVC 的热稳定性差，无论受热或日光都能引起变色，从黄色、橙色、棕色直到黑色，并伴随着力学性能和化学性能的降低。

导致PVC 热稳定性差的原因主要是由于工业生产的PVC 大分子链并不全是有规律的“头—尾”重复排列的单一结构，而是具有多种结构的大分子链，比如“头-头”、“尾-尾”结构、支化结构以及链终止和链转移反应形成的不同端基结构:
研究表明PVC 分子链中以其内部的烯丙基氯原子最不稳定，其次是末端的烯丙
基氯原子和仲氯原子。

它们在大分子链中起到“活化基团”的作用，在光、热作用下成了脱除氯化氢的起点：
上述反应一经发生即形成“拉链式”反应，在大分子链上形成许多共轭双键结
构—CH ＝CH —CH ＝CH —，这是PVC 老化时显色的原因。

同时脱出的HCl 还具有加速降解
的作用。

除PVC 分子结构因素外，环境因素对降
解速率也有较大影响。

在氧、臭氧、力以及
某些金属离子(如铁、锌)的存在下降解会大
大加速。

PVC 在不同气氛中的热降解情况见
图1-1。

从图中看出，相同温度下，在氧气中降解速度最快，在空气中次之，在氮气中最慢，说明氧对PVC 的降解有加速作用。

PVC 在光、热等的作用下，大分子链中不仅形成共轭双键结构，还伴随着产生交
CH Cl
～
C H
CH 2
CH Cl CH 2
～
CH Cl
～
CH ～
CH Cl
Cl
～
C CH 2
CH CH 2
～
CH 2Cl
～
CH 2
012345678910
0.00.20.40.6
0.8
1.0
1.2
1.4
N 2
¿ÕÆø O 2
ζÈ:190¡æ
H C l º
¬Á¿/10 -3
m o l ʱ¼ä¡Á1000 / s
图1-1 PVC 在N 2、O 2和空气中的热降
联、氧化、环化等，使材料发生一系列物理和化学变化，最终丧失原有的优良性能。

鉴于上述原因，稳定化一直是PVC 塑料工业研究的一个重要课题。

稳定方法主要有两种:一是在PVC 树脂的聚合阶段采用调节和控制聚合反应条件、改进工艺过程、与少量第二种单体共聚等方法以改变或减少PVC 大分子链中的不稳定结构；二是在PVC 树脂中加入能够起稳定作用的助剂，以抑制减缓降解。

目前，PVC 的稳定化以后一种方式为主，常用的助剂是热稳定剂，在第10章中将予以详细讨论。

3.化学性能
PVC 具有良好的化学稳定性。

它自身的溶解度参数(δ)为19.1～22.1(MJ/m 3)1/2， 因而在溶解度参数较低的普通有机溶剂中的溶解度甚低；PVC 耐大多数油类、醇类和脂肪类的侵蚀，但不耐芳烃、氯代烃、酮类、酯类、环醚等有机溶剂；环己酮、四氢呋喃、二氯乙烷、硝基苯等是PVC 的良溶剂。

除浓硫酸(90%以上)和50%以上的浓硝酸以外，无增塑的PVC 耐大多数无机酸、碱、盐溶液。

PVC 的耐化学药品性随温度的升高而降低，当温度超过60℃以后，它耐强酸的性能明显下降。

表1-3给出了UPVC 塑料对某些化学介质的稳定性。

表1-3 UPVC 的化学稳定性
注：试样为国产硬质PVC 板材，条件为室温、360天。

PVC 的化学稳定性与聚合方法、相对分子质量大小、增塑情况有关。

一般，悬浮聚合PVC 树脂的耐溶剂性优于乳液聚合PVC 树脂；树脂相对分子质量增加，溶解度减小；增塑后耐溶剂性变差。

4.电性能
化学介质 浓度/% 重量变化/% 拉伸强度保持率/%
外观变化
硫酸 盐酸 磷酸 铬酸 氢氧化钠 磷酸钠 氯化钠 氢氧化铵 醋酸 甲醛 乙醇 汽油 30 31 85 30 30 饱和 饱和 25 80 37 95 120
0. 007 O.017 －0.136 0. 011 －0.042 0. 043 0. 005 0. 200 0. 004 O.O20 0. 020
－O.O26
90.0 90.4 92.4 94.2 94.2 95.3 90.9 90.8 88.6 94.5 90.8 91.4
无 紫红 灰 无 无 无 无 淡灰 无
发白，失去光泽
无 无
苯 丙酮 醋酸乙酯 氯磺酸
一天后，分层失光 2h 即发白，分层 2h 即发白，分层 0.5h 后全部碳化
PVC电性能良好，是体积电阻率和介电强度较高、介电损耗较小的电绝缘材料之一，其电绝缘性可与硬橡胶相媲美。

但由于它的热稳定性差，分子链具有极性，因而随环境温度升高电绝缘性降低，随频率的升高体积电阻率下降，介电损耗增大。

鉴于以上原因，PVC塑料一般只能作为低频绝缘材料使用，其电性能数值见表1-2。

PVC塑料的电性能还取决于配方设计，不同配方制得的PVC绝缘材料适宜于不同的应用场合。

通常PVC受热时分解产生的氯离子会导致电绝缘性能明显下降，因而PVC作为绝缘材料使用时配方中常选用呈碱性的盐基性铅盐类热稳定剂，以中和所产生的HCl。

而选用不同的增塑体系对所制得绝缘材料的耐寒性和耐热性有较大影响。

此外，PVC树脂的电性能与聚合方法有关，乳液法树脂中因残留有乳化剂等杂质，电性能较悬浮法树脂差。

5.卫生性
PVC问世早期，人们普遍认为PVC树脂的卫生性差，很少用于食品工业。

但慢性毒性试验表明，工业生产的PVC树脂本身是无毒的，它的卫生性问题主要是两个方面:一是树脂中残留的氯乙烯单体被证明对人体有害；二是所使用的许多塑料助剂，尤其是热稳定剂有些具有不同程度的毒性。

不过，近年来，随着PVC合成技术水平的提高，PVC树脂中氯乙烯单体的含量成功地降低到5ppm以下，基本上解决了树脂中氯乙烯单体含量过高的问题，可生产出食品级PVC树脂。

同时，通过无毒助剂的选用，合理的配方，可以制得满足卫生要求的PVC制品。

如无毒PVC透明片材、热收缩薄膜等，己广泛应用于食品包装行业
除毒性外，PVC的卫生性还应考虑助剂的析出和在溶剂中的溶解度问题。

因而生产中，在满足制品性能和成型加工要求的条件下应尽量减少塑料中助剂的用量，选择那些耐析出、耐溶剂抽出的助剂品种。

比如，在PVC中使用聚酯类增塑剂以及其它低相对分子质量的聚合物，既能降低成型加工温度，增加柔韧性，又能大大降低溶剂抽出量。

第三节聚氯乙烯的选用
PVC是多组分塑料，可用多种方法进行成型加工，制品种类繁多，用途广泛。

在树脂的选用中需要考虑的因素有制品种类、性能要求、使用环境和成型加工方法等。

通过树脂和助剂的最佳组合，来满足成型加工和使用条件，获得理想的制品。

要做到这一点就必需了解PVC的型号、加工特性，以及成型加工与制品的关系。

例如：悬浮法PVC树脂常用于挤出、注塑、压延、压制、吹塑成型；乳液法PVC树脂常用于涂塑、蘸塑、搪塑等成型。

一、聚氯乙烯的型号与用途
1.悬浮法PVC树脂
尽管PVC平均相对分子质量的表示方法较多，但大都是在测定PVC稀溶液黏度的基础上建立起来的。

常用的表示方法有：绝对黏度（η）——是在浓度为l%PVC树脂的二氯乙烷溶液中20℃测定的黏度值；黏数（VN）——为浓度是0.005g/mL的PVC环已酮溶液25℃时测定的黏度值；K值——是浓度为0.5g /100mL的PVC树脂环己酮溶液在25℃时测定的黏度值；平均聚合度——是据在浓度为0.4gPVC树脂/100mL硝基苯溶液中30℃时测定的黏度值的计算值。

为便于比较和使用，把绝对黏度、黏数、K值、平均聚合度与平均相对分子质量的关系列于表1-4中。

表1-4 黏数、K值、绝对黏度、平均聚合度与平均分子量关系表
平均相对
分子质量/万
黏数/mL·g－1 K值绝对黏度/Pa·s 平均聚合度
≥8.375 6.9～8.375 6.13～9.94 5.13～6.13 4.5～5.13 3.69～4.5
≥143
127～143
117～127
106～117
97～106
84～97
≥74.2
70.3～74.2
68～70.3
65.2～68
62.2～65.2
58.5～62.2
≥0.0021
0.0019～0.0021
0.0018～0.0019
0.0017～0.0018
0.0016～0.0017
0.0015～0.0016
≥1340
1110～1340
980～1110
850～980
720～850
590～720
我国早先用绝对黏度表示PVC树脂的平均相对分子质量，后来国标GB5761-86采用黏数表示悬浮法疏松型PVC树脂的平均相对分子质量。

标准规定悬浮法疏松型PVC树脂的型号有7种，可根据不同用途选用不同型号的树脂，见表1-5。

实际上，工业生产中PVC-SG8～10型号的PVC树脂也有应用。

表1-5 悬浮法PVC树脂的型号与用途
型号黏数/mL·g－1 级别主要用途
PVC-SG1 144～154 一级A 高级电绝缘材料
PVC-SG2 136～143
一级A 电绝缘材料、薄膜
一级B、二级一般软材料
PVC-SG3 127～135
一级A
一级B、二级
电绝缘材料、农用薄膜、人造革
全塑凉鞋
PVC-SG4 118～126
一级A
一级B、二级
工业和民用薄膜
软管、人造革、高强度管材
PVC-SG5 107～117
一级A
一级B、二级
透明制品
硬管、硬片、单丝、型材、套管
PVC-SG6 96～106
一级A
一级B、二级
唱片、透明制品
硬板、焊条、纤维
PVC-SG7 85～95
一级A
一级B、二级
瓶子、透明片
硬质注塑件、过氯乙烯树脂
注:PVC为聚氯乙烯、S为悬浮法、G为通用型、A和B为一级品的分档代号。

如表l-5所示，PVC的黏数大，平均相对分子质量高，这时树脂的力学性能好，热稳定性和Tg高，成型加工温度也高，塑化较困准，为了改善其成型加工性能，需加入较多的增塑剂，因而这类树脂适用于力学性能要求较高的PVC软制品；与此相反，PVC的黏数小，相对分子质量较低，其力学性能较差，但成型加工容易，可用于生产要求无增塑剂或有少量增塑剂的PVC硬制品。

成型加工中，一般希望PVC相对分子质量的分布窄一些，以便于成型温度控制、塑化均匀，获得质量较均匀的制品。

否则，在正常的成型加工温度下，相对分子质量过高的组分难以塑化，易在制品中形成晶点，影响制品的外观质量和力学性能，
而相对分子质量较低的组分则会发生分解。

鉴于上述原因，很少把型号不同的PVC 树脂混合使用。

2.乳液法PVC树脂
与悬浮法PVC树脂一样，乳液法PVC树脂的型号也是根据其溶液的黏度来划分的。

我国乳液法PVC糊用型树脂的型号为:
RH-X-Y
RH为乳液法树脂的代号，X-按树脂稀溶液绝对黏度分为1、2、3三种型号；Y-按树脂增塑糊黏度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种型号，如表1-6所示。

表1-6 乳液法PVC树脂的型号及用途
型号绝对黏度/Pa·s 糊黏度/Pa·s 主要用途
RH-1-ⅠRH-2-ⅡRH-3-ⅢO.OO2O1～O.OO204
0.00181～0.002
0.0016～0.0018
＜3
3～7
7～10
泡沫塑料、手套、人造革
人造革、曰用品、壁纸
窗纱、玩具、
乳液法PVC树脂可与增塑剂及其它助剂进行混合制成糊状料，多用于涂刮、浸渍或搪塑等成型加工方法，制成人造革、涂塑窗纱、玩具及电器用具等。

二、聚氯乙烯的加工特性
1.成型加工中的热稳定性
PVC的黏流温度在136℃以上，而在140℃即产生大量分解，这给PVC成型加工带来很大困难。

因此，成型加工中必需加入热稳定剂来提高分解温度，对于软制品还可以加入增塑剂来降低黏流温度。

一般，加入热稳定剂后分解温度可达到200℃，即便如此成型加工中仍不宜采用过高的温度，而且在高温下停留时间过长仍会引起PVC的热分解现象。

另一方面，PVC是一种含有微晶的聚合物，这种微晶的熔点高达200℃，这对PVC成型加工有害，但又无法除去。

对此常需加入增塑剂或其他改性剂来降低其熔点，以便于成型加工。

2.熔体的流变特性
PVC熔体的流变性均属于非牛顿液
体，黏度的变化不但与温度有关，而且与
剪切速率有关，如图1-2所示。

从图中可看出，为了降低PVC熔体的
黏度单凭提高温度易使其产生分解，因
此，还应增大压力，提高剪切速率来改善
其流动性。

例如用注射成型方法生产
UPVC制品时，在设定的成型加工温度范围和注塑压力下，若塑料熔体未能充满整个模腔，首先考虑的应是提高注塑压力，通过提高注塑压力来提高对熔体的剪切
3.0x102 6.0x1029.0x102
2.0x104
4.0x104
6.0x104
8.0x104
190¡æ
175¡æ
163¡æ
±
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¹
Û
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¼ôÇÐËÙÂÊ/ s
-1
图1-2 UPVC熔体的
表观黏度与剪切速率的关系
速率，以降低黏度，增加流动性，以利于充模。

如果使用提高温度的方法降低黏度，不但黏度降低不大，而且会出现因温度的过高而使物料分解的现象。

3.熔体塑化特性
在成型加工中，PVC的熔化速度慢，熔体强度低，易引起熔体流动缺陷，往往需加入加工改性剂来克服这些缺点，加快树脂在塑化过程中的凝胶化速度，提高熔体的流动性，以达到改善制品质量的目的。

ACR是一类丙烯酸酯类共聚物，是PVC最常用的加工改性剂，随结构和组成的不同具有不同的品种，可满足不同制品的成型加工要求。

ACR与PVC的相容性好，加入后可加快凝胶化速度，缩短熔融塑化时间，提高熔体强度和热延伸性。

一般ACR的用量1%～5%就能明显改善PVC的成型加工性能。

除ACR外，氯化聚乙烯、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物等也是PVC常用的加工改性剂。

这些改性剂的加入还可大大提高PVC的冲击韧性，因而也称冲击改性剂。

4.加工设备的适应性
PVC是热敏性树脂，成型加工中极易热分解。

因此，除加入稳定剂外，成型加工设备应具有避免物料长期受热、便于熔体流动的特性。

因此：
①挤出成型时，用深螺槽螺杆以防止强烈的剪切导致物料分解；螺杆的长径比不宜过大，以防止长时间受热引起物料分解；机头部分与熔体接触的表面应光滑、无死角以防止物料的停滞造成分解。

②注射成型时一般使用螺杆注塑机，螺杆的螺槽可比挤出用的螺杆深一些，螺杆头部常制造成锥形，以免存料过多造成分解；尽量采用快速塑化和高速注射工艺，以减少物料在料筒中的停滞时间；模具上应设置排气孔以及时排出可能产生的HCl 气体。

③制品设计方面应避免锐利的尖角，因该处易产应力集中而导致制品开裂。

④设备、模具与PVC熔体接触的部分应注意防腐处理。

5.其它
PVC是无定形聚合物，当熔融物冷却时，收缩率不大，一般UPVC为0.1%～0.6%，软PVC为1.0%～2.5%；PVC的极性使其具有易着色和易印刷的优点，对于浅色制品可加入少量塑料蓝和分散紫等着色剂，以遮盖树脂本身的黄色。

三、聚氯乙烯的成型加工与制品
实际上，由于PVC是多组份塑料，其成型加工性能还与物料的配制关系密切。

一般，在成型前均需通过高效的混合炼塑设备、合理的工艺配制成分散均匀的粉料、粒料、糊塑料等不同的状态，再通过不同的加工方法生产出种类繁多的PVC制品。

1.挤出成型与制品
PVC挤出成型制品有两大类：一类是软质制品，一般用相对分子质量较高的PVC 树脂(SG1～SG4)，用单螺杆挤出机可顺利成型，制品主要有薄膜、软管、电线电缆等。

尤其以PVC包覆的电线电缆应用广泛，与橡胶相比，使用PVC电线电缆具有阻燃、耐油、耐水、耐化学药品与着色性好的优点，除民用外，还用于汽车、飞机等方面。

另一类是硬质制品，一般选用相对分子质量较低的PVC树脂（SG4～SG7），用。