聚氯乙烯的性能分析与优化

1.一般性能

聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽。纯聚氯乙烯的密度为1.4g/cm³，加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般为1.15～2.00g/cm³。无固定熔点，80～85℃开始软化，130℃变为粘弹态，160～180℃开始转变为粘流态。透明度优于聚乙烯、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。

2.力学性能

由于PVC是极性聚合物，分子间作用力较大，PVC塑料表现出良好的力学性能。力学性能的数值不仅取决于相对分子质量的大小，与所添加塑料助剂的种类及数量也有关。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）和软质PVC（SPVC）。通常在100质量份PVC树脂中UPVC的增塑剂用量在5质量份以下，SPVC的增塑剂用量大于25质量份，介于二者之间为半硬质PVC。相对分子质量相同的PVC，随着增塑剂含量的增加，拉伸强度、硬度、刚性降低，冲击强度、韧性提高。随着相对分子质量的增加，PVC材料的拉伸强度、撕裂强度提高，回弹性、耐磨性增强。UPVC的拉伸强度、刚度、硬度等力学强度较高，SPVC具有较高的断裂伸长率，柔韧好。PVC塑料力学性能见表1-15。

表1-15 PVC塑料力学性能

3.热性能

PVC是无定形聚合物，其玻璃化转变温度（T_g）为80～85℃，在此温度下PVC开始软化，随温度的升高，力学性能逐渐丧失。T_g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的热稳定性差，热降解温度为200～210℃，受热分解脱出氯化氢（HCl）气体，并形成多烯结构，PVC加热到100℃就开始脱HCl，达到130℃时，较严重，超过150℃，生成的HCl加速PVC的降解，则脱HCl十分迅速。与此同时，PVC的颜色也发生变化，变化过程为：白→微红→粉红→浅黄→褐色→红棕→红黑→黑色，并伴随着力学性能和化学性能降低。PVC的耐寒性较差，在低温下PVC制品变硬、变脆，一般PVC的使用温度下限为-15℃，软PVC的使用温度下限为-30℃。PVC的阻燃性能较好，离火自熄。PVC塑料热性能见表1-16。

表1-16 PVC塑料的热性能

4.电性能

PVC电性能良好，是体积电阻率和介电强度较高、介质损耗因数较小的电绝缘材料之一。但由于热稳定性差，分子链具有极性，因而随环境温度升高电性能下降；温度不变时，随着电场频率的增强，体积电阻率下降，介质损耗因数增大。因此，PVC塑料一般只能作为低频绝缘材料使用。PVC塑料电性能见表1-17。

表1-17 PVC塑料电性能(www.xing528.com)

5.化学稳定性

PVC具有良好的化学稳定性。在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50%～60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的耐化学腐蚀性；对盐类相当稳定，但能溶解于醚、酮、氯化脂肪烃和芳香烃等有机溶剂。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，耐强酸的性能明显下降。硬质PVC对某些化学介质的稳定性见表1-18。

表1-18 硬质PVC的化学稳定性

（续）

注：试样为国产硬质PVC板材，条件为室温、360d。

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。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。

6.卫生性

聚氯乙烯是由聚氯乙烯树脂、增塑剂和防老剂组成的树脂，其本身并无毒性，但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性。日用聚氯乙烯塑料中的增塑剂，主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等，这些化学品都有毒性。聚氯乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。含铅盐防老剂的聚氯乙烯制品和乙醇、乙醚及其他溶剂接触会析出铅。含铅盐的聚氯乙烯用作食品包装与油条、炸糕、炸鱼、熟肉类制品、糕点类食品接触，就会使铅分子扩散到油脂中去，所以不能使用聚氯乙烯塑料袋盛装食品，尤其不能盛装含油类的食品。

另外，聚氯乙烯塑料制品在较高温度下，如50℃左右就会慢慢地分解出氯化氢气体，这种气体对人体有害，因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。