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1、PVC 加工基本原料及常见问题汇编第一部分原材料篇南京协和化学有限公司 王绍飞 邮件：前 言众所周知，有关PVC加工用的原材料种类繁多，各PVC制品厂家的生产配方也不尽相同，总结起来的确有一定难度，但毕竟有规律可循。在这里，根据我们的经验，提出一点建议以供参考。对于PVC加工的配方，我们认为，一个好的加工配方不仅应该简单满足当前生产的需要，更应该具有一定的宽容度，这个宽容度包括剩余稳定性、对加工工艺（包括设备、操作参数等）微小变化的适应性、长期应用性能等。虽然有些配方目前应用起来好像没什么问题，但其某些指标可能已经处于临界状态，加工工艺及制品应用环境的一点风吹草动都会导致配方体系崩溃，反映在生
2、产上就是导致生产不稳定，流变性能及制品质量不能保证，反映在制品上则可能表现为制品在稍恶劣的环境下就发生大范围的变色及性能降低等变化，给制品厂家带来了不可弥补的损失和恶劣影响。因此，我们一直主张制品厂家，尤其是大型的有一定影响力的制品厂家，应更注重产品生产配方的宽容度问题，虽然配方中某种原材料的采用可能会带来生产成本的略微提高，但由此带来的宽容度的提高，可以减少生产废料及质量事故发生的概率，由此节省的费用则相当可观，更何况，通过配方的优化，新配方体系的综合成本甚至会更低，性能会更好。另外，对于PVC加工中的主要原材料，如PVC、稳定剂、ACR、CPE、钛白粉等，目前，其生产厂家使用的国标或制定的
3、企业标准往往不能反应其真实性能。如PVC，目前大多数厂家都不对树脂的热稳定性能给出限定，而影响树脂性能的指标主要是流变性能（也可用粘数类表示）和热稳定性能，树脂热稳定性能的差异是导致稳定剂用量的关键因素。虽然目前行业标准没有此指标，但作为下游的制品厂家，却不得不关注此指标，以减少质量事故的发生。对于稳定剂，同样存在这一问题，而且非常突出，以有机铅复合稳定剂为例，目前各个厂家的指标大同小异，但热稳定性能、加工流变性能及使用中制品的物理性能则千差万别。这是因为目前指标中所列出的含水量，氧化铅含量等指标，只是企业内控的几个参数，实际这些参数不能真实反映产品性能的优劣及生产稳定性。以氧化铅含量来说，即
4、使生产过程中反应不完全或采用劣质氧化铅，氧化铅含量照样可以满足指标要求，但制品的老化性能和热稳定性就很差。而对于一个好的复合稳定剂，关键指标是其热稳定性和流变性能，这种避重就轻的做法给下游PVC制品厂家的原材料质量控制埋下了很大的隐患.对于ACR类原材料，由于其生产配方及技术水平各个厂家都差异很大，因此我们认为在生产配方的原材料选择中，对该类原材料性能好坏的评定主要应该以其在加工配方中的表现为准，如增塑效果和增韧效果，而不应该以其具体组分是什么为准，这是配方设计的基本原则。CPE也存在同样的问题。对此，如何通过系统的试验，找出关键的质控指标，监督该类产品性能的稳定性就成为PVC制品厂家，尤其是
5、供应和质检部门最关心的问题。从目前的阶段性研究成果看来，针对ACR和CPE中普遍含有碳酸钙的情况，我们拟通过监控其钙含量或灰分含量是否稳定及监控其红外图谱是否变化来监控其产品性能的稳定性，因为如果原材料厂商有意降低成本而大量添加碳酸钙或其他粉体，势必引起钙含量或灰分含量的变化，虽然在加工性能方面可能短期发现不了，但这毕竟对加工配方体系的平衡造成了影响，体系的宽容度发生了变化甚至接近临界状态，从而导致配方体系随时都有发生问题的可能。因此，必须通过切实有效的手段，对原材料进行质量监控。众所周知，红外广谱可以非常准确地检测到原材料中的细微变化，通过检测手段的完善，势必对原材料供应商的行为进行了约束，
6、便于制品厂家严把原材料质量关，减少因生产质量事故造成的损失。以下我们将根据工作中积累的经验，对目前国内PVC加工中所用到的主要原辅料（包括聚氯乙烯树脂、加工助剂、稳定剂、钛白粉、碳酸钙）从特性、指标及性能辨别等方面进行相关介绍。不足之处，望各位指正。一、 聚氯乙烯树脂1.1聚氯乙烯的基本特性聚氯乙烯树脂（以下简称PVC）为白色粉状颗粒，体积密度为0.40-0.55g/cm3,由于在结构中含有较高的氯，故具有耐燃自熄的特性；PVC的大分子链含有极性的氯原子，分子间的作用力比PE大，故强度和硬度都比PE稍大；PVC的相对分子质量为3-10万，为线性无定型结构。它的分子量对加工和塑料制品的性能都有很
7、大影响，分子质量越大，加工难度愈大，但制品的机械强度得以提高。在PVC大分子链中，由于烯丙基氯、叔氯等不稳定结构的存在，使其热稳定性和耐光性较差，其软化温度接近于分解温度，因此在加工时必须加入稳定剂。PVC在70-80时软化，在150-170时呈熔融态，190以上迅速分解放出有毒的氯化氢。PVC的电绝缘性能良好，有较好的消振性，成本低廉。但PVC对应变敏感，变形后不能完全复原，且在低温时变硬、变脆。1.2 PVC树脂的制备方法制备PVC的原料单体的合成方法，主要有乙炔法、乙烯法、氧氯化法、联合法。氯乙烯单体有三类基本聚合方法：1、悬浮聚合法 用水作连续相，用悬浮剂将氯乙烯单体分散在水中进行聚合
8、反应，该方法得到的聚合物粒径较大，制造成本较低，过程易于控制，成品中悬浮剂含量低。用悬浮法聚合得到的PVC树脂，常称为悬浮法树脂，用S-PVC表示。2、乳液聚合法 氯乙烯单体借助于乳化剂分散在水中进行聚合。乳液可用盐类使聚合物析出，再经洗涤、干燥得到PVC粉末树脂，也可经喷雾得到糊状树脂，其粒径极细。缺点是制造成本稍高，树脂中乳化剂含量高。用乳液聚合法得到的树脂称乳液法树脂。用E-PVC表示。3、本体聚合法 氯乙烯单体在无稀释剂存在下直接进行聚合。优点是产品中不含悬浮剂，纯度较高，不存在水和溶剂，干燥简单。但反应速率控制和聚合热的排除较困难。用本体聚合法得到的树脂称本体法树脂，用B-PVC表示
9、。目前，主要选用悬浮聚合法生产PVC树脂，利用此种方法生产的PVC树脂占其总量的80%-90%。主要优点是杂质含量少，电气绝缘性好；透明度及耐水性好；悬浮聚合树脂粒径较粗，约在30-50m，因而加工时粉尘飞扬少。制造PVC-U异型材一般选用悬浮聚合法树脂，也有选用电石法生产的PVC树脂。三类聚合方法尽管聚合工艺不同，聚合反应机理却是相同的，所得聚合物分子结构的基本特征也相同。不同之处在于树脂颗粒的形态、相对分子质量的分布及残余聚合反应助剂的含量等，这些因素都将会影响PVC的加工特性以及制品的力学性能。1.3 PVC树脂的型号目前各PVC生产厂家将生产的PVC树脂根据平均聚合度、粘数的不同分别把
10、PVC树脂分为不同型号，具体情况如表1表1不同型号PVC树脂的不同粘度型号粘数平均聚合度适用制品SG-1154-1441800-1650高级电绝缘材料SG-2143-1361650-1500电绝缘材料、一般软制品SG-3135-1271500-1350电绝缘材料、农膜、塑料鞋SG-4126-1181350-1200一般薄膜、软管、异型材、高强度硬管SG-5117-1071150-1000异型材、硬管、透明及其它硬制品SG-6106-96950-850透明片、硬板、唱片、纤维SG-795-85850-750透明片、管件、吹塑瓶也有一些PVC生产厂家根据产品的平均聚合度来区分型号，故其产品的型号跟
11、上面的略有差别，但一般都可在上面表格中找到其对应的通用型号。1.4国内PVC主要生产企业目前，我国的PVC生产能力和生产技术在世界上已经比较先进，很多厂家都是引进的国外的生产技术和装置，其产品的性能基本可满足国内的各种需要。目前我国生产PVC的主要企业有齐鲁石油化工工业公司氯碱厂，天津大沽化工厂，天津LG，北京化工二厂，上海氯碱化工股份有限公司，江苏北方氯碱集团公司，天津化工厂，河北沧州化工有限公司，福州第二化工厂，锦西化工总厂树脂厂，吉林化工公司电石厂，西安化工厂，四川宜宾化工厂，杭州电化厂等。表2、3是大沽和齐鲁树脂的质量指标名称SM-1300SLK-1000SLP-1000SR-800S
12、E-700优等品合格品优等品合格品优等品合格品优等品合格品优等品合格品平均聚合度P 1300801030501030508005070050杂质粒子个数，个/100克5010050100501005010050100挥发物，% 0.300.400.300.400.300.400.300.400.300.40表观密度，g/ml 0.500.04 0.530.030.510.030.540.030.570.04表2大沽树脂的质量指标鱼眼数，个/100cm25 155 155 1561512 20水萃取液电导率，S/m510增塑剂吸收量，g/100g 25 17 2012 10白度（160，10mi
13、n), % 7676 7472 720.35mm筛余物，% 0.1 0.10.10.10.1 表3齐鲁树脂质量指标齐鲁S1000项目质量指标试验方法100g树脂的增塑剂吸收量，g22Q/TSH002.09.160“鱼眼”数，个/100cm2100Q/TSH002.09.163白度(160,10min后)，%745761附录B残留VCM，mg/kg10Q/TSH002.09.161挥发物，%0.3Q/TSH002.09.159平均聚合度，1000-1100Q/TSH002.09.157筛余物,0.063mm筛孔，%80GB 2916筛余物,0.25mm筛孔，%8GB 2916杂质粒子数，个100
14、g100Q/TSH002.09.164增比粘度，0.355-0.38Q/TSH002.09.157齐鲁S700项目质量指标试验方法100g树脂的增塑剂吸收量，g14Q/TSH002.09.160“鱼眼”数，个/100cm250Q/TSH002.09.163白度(160,10min后)，%705761附录B表观密度，g/ml0.52-0.62Q/TSH002.09.158残留VCM，mg/kg10Q/TSH002.09.161挥发物，%0.4Q/TSH002.09.159平均聚合度，650-750Q/TSH002.09.157筛余物,0.063mm筛孔，%80GB 2916筛余物,0.25mm筛孔，%8GB 2916杂质粒子数，个100g100Q/TSH002.09.164增比粘度，0.62-0.293Q/TSH002.09.
