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聚氯乙烯专用料的研究进展 - 无图版
cuijiude --- 2006-08-09 09:53:49
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聚氯乙烯专用料的研究进展
聚氯乙烯(PVC)是五大通用合成树脂之一,在我国塑料行业中占有重要地位,已被广泛应用于建筑、汽车、电缆、包装及家电等行业。近几年来,随着我国建筑、汽车及电力等行业的快速发展,PVC产量和消费量增长迅速。2002年,PVC树脂产量达到3.38Mt,年增长率为15.6%;表观消费量达到5.30Mt。预计,2005年PVC树脂产量将达到4.70Mt以上。为扩大规模、降低生产成本,增加产品品种,提高市场竞争力,国内厂家纷纷引进和进行扩能改造。其中,中国石化齐鲁股份有限公司(简称齐鲁石化)到2004年PVC产量将增加到0.63Mt,产品牌号将增加7个。PVC专用料的开发主要集中在改善PVC的耐热性、耐候性及加工性,开发抗静电等功能性材料,并向环保化方向发展。
1管材专用料
PVC管材是PVC树脂应用最大的产品之一。PVC管分为给水管、排水管、建筑电线穿线护套管等。管材专用料的研究和开发方向主要表现在以下几个方面:首先,给水管材专用料的开发集中在解决小口径管材不能同时满足ISO4422-1——1996中对落锤冲击和静液压性能要求的问题;排水管专用料的开发主要是解决噪音难题。其次,管材助剂体系采用环保助剂体系。最后,开发耐热管材专用料,满足不断增长的市场需要。早在50年代,国外就将PVC管广泛用于室内外给水管道中。特别是西欧各国,在给水管总长度中,PVC管就占各种管材的10%-60%,大有取代金属管的趋势。我国从1996年开始,建筑物室内禁用镀锌铁管,推广使用PVC等塑料管材。目前,排水管已大量使用PVC管道。到2005年,在我国新建、改建及扩建工程中,建筑排水管道70%采用塑料管,建筑雨水排水管道50%采用塑料管,城市排水管道20%采用塑料管。PVC给水管应用市场也逐步扩大。预计到2010年,全国新建城市室内排水管的80%、电线保护管的90%、雨水管的50%和城市给水管的50%都将采用PVC塑料管。
1.1热稳定剂环保化
PVC管材专用料的热稳定剂环保化是大势所趋。铅盐类热稳定剂是PVC最早使用的热稳定剂,一般具有很强的结合氯化氢的能力,形成的氯化铅等产物稳定,且对PVC脱氯化氢没有促进作用,因此其长期热稳定性好。20世纪90年代以来,由于铅、镉等重金属对人体毒害和对环境的严重污染,欧洲和美国、日本等发达国家开始限制使用铅热稳定剂。欧洲从2003年开始进一步限制使用铅热稳定剂,其饮用水含铅允许量从50μg/L降到25μg/L,2013年降为10μg/L。国外开始研究PVC热稳定剂的无毒化及其应用。美国首先在有机锡热稳定剂研究上取得重要进展,走上主要使用有机锡热稳定剂的发展方向,而欧洲各国则致力于发展无毒钙锌复合热稳定剂。我国长期以来主要使用铅热稳定剂,无毒热稳定剂用量不到15%。随着我国民众环保意识增强,无毒热稳定剂用量会大幅度提高。
在国外,德国汉高以及COGNIS化工公司推出用于管材的StabiolCZ和StabiloxCZ钙锌热稳定剂,日本SunAce公司推出SAK-CA系列钙锌热稳定剂。20世纪70年代,我国开发出液体钙锌热稳定剂,90年代推出固体钙锌复合热稳定剂,少量用于PVC给水管,但热稳定性和系列化水平与国外有较大差距。
1.2发泡
为解决PVC排水管的落水噪音,达到轻量化、性能好的要求,国内相继引进或开发了三层复合、芯层发泡、表层不发泡的共挤出技术,齐鲁石化树脂研究所开发出芯层发泡专用料配方。青岛科技大学吴其晔等人通过研究含吸放热平衡型新型复合发泡剂的低发泡PVC管材专用料配方及受限自由发泡挤出成型工艺,开发出制品表面光洁坚硬、芯层泡孔结构细小致密、表观密度可控的低发泡PVC管材。
1.3耐热改性
PVC的维卡软化点只有
cuijiude --- 2006-08-09 09:54:04
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PVC树脂难燃、耐油、耐化学药品腐蚀及耐水,而PVC电缆料具有物理机械性能好、电性能优良、耐油性等特点,是电线电缆行业理想的包覆材料。虽然聚烯烃电缆料的出现,冲击了PVC电缆料的部分市场,但PVC在电力电缆、电器等领域的应用市场仍很大。PVC电缆专用料开发的方向主要集中在提高PVC材料的耐热性、阻燃抑烟性、环保性等方面。
2.1交联
为提高电缆料的耐热性,交联是比较有效的方法。通过使用定量的交联剂等化学试剂,或采用高能射线产生活性自由基等交联方法形成网状结构。这些网状结构的存在使链段之间难以滑移,可提高材料的热变形温度。交联的方法主要有Coγ射线、高能电子射线、紫外线辐射交联和化学交联。
通常,辐射交联的辐射剂量为30-40kGy辐射剂量超过75kGy时,己交联的PVC开始降解。辐射最好的氮气保护下进行。三羟甲基丙烷
PVC化学交联方法主要是硅烷交联、过氧化物交联、胺类交联等。硅烷交联PVC,先要硅烷接枝PVC,然后使其水解产生交联结构。使用的偶联剂,多数研究中用巯基的烷氧基硅烷和氨基硅烷,其反应是巯基或氨基对PVC大分子链上的亲核取代反应。硅烷用量一般为1.5-8.0份。然后在水或水蒸气中加热交联。交联后的电缆料具有很好的热稳定性,并且发现,在高湿度条件下,该料的强度、热稳定性和耐溶剂性都有明显改进。硅烷交联PVC电缆料使用温度比普通电缆料使用温度可提高
2.2阻燃抑烟
PVC树脂本身具有良好的阻燃性,但作为电缆的绝缘料和护套料使用时,需要在PVC树脂中加入大量的增塑剂,从而导致体系的氯含量降低,阻燃性下降。如加入60phr的增塑剂,体系含氯量可由56%降到36%,氧指数(01)值最低可降到22%.加上PVC的生烟量大,其最大烟密度(Dm)高达720,PVC的抑烟具有重要意义。美国、日本等国的国家标准和国际标准对阻燃、低烟材料的燃烧性能要求是01值不小于30%,氯化氢释放量小于100mg/g,Dm小于300,。其物理机械性能、电学性能和加工性能满足电线电缆标准的要求。阻燃、抑烟的方法是采用阻燃性增塑剂部分或全部代替常规增塑剂,如三芳基磷酸酯和烷基二芳基磷酸酯,协效阻燃增塑剂为氯化石蜡;无机阻燃剂主要有锑化合物(如三氧化二锑)、锌化合物(如硼酸锌)、钼化合物(三氧化钼、八钼酸胺)、氢氧化镁、氢氧化铝等。一般采用阻燃剂、抑烟剂和阻燃填料并用的阻燃方法。氢氧化镁、氢氧化铝具有阻燃、消烟功能,不会产生二次污染,被称为无公害阻燃抑烟剂,目前得到广泛使用。Vista公司推出低燃低烟的工程级PVC热塑性弹性体,性能达到UL910的要求,它将与DuPont公司的F46电缆料争夺高层建筑等压力场合的电线、电缆市场。
2.3热稳定剂环保化
由于环保的要求,因此PVC电缆料的热稳定剂逐步采用有机锡或钙锌复合稳定剂。在国外PVC热稳定剂产量最大的Barolcher公司推出Boerostab和BaeropanMC系列固体钙锌热稳定剂,可用于90和
3医用专用料
PVC医用专用料广泛用于输液管、血液、袋式人工肺(氧合器)、人工腹膜、人工尿道等的制作。由于PVC柔韧性好、成本低,所以一次性医用制品市场在日益扩大。如一次性PVC手套的用量增长很快,其性能优于乳胶手套,包括韧性、耐刺孔性。
作为PVC医用专用料,要求其不含毒性物质、溶出性小、生物相容性好(如溶血性低、抗凝血性好等),因此要求PVC树脂本身合成过程中不使用有毒的引发剂、溶剂等聚合助剂,PVC树脂中氯乙烯单体(VCM)含量小于μg/g,并在PVC医用专用料中不使用有毒的稳定剂等助剂。
3.1医用级PVC树脂开发
上海氯碱化工有限公司原引进的日本信越公司的
3.2接枝改性
PVC医用专用料大多以软制品形式使用。通常添加小分子增塑剂(如邻苯
4结语
随着西方发达国家PVC生产的转移,我国PVC生产企业陆续扩能改造,PVC的应用企业逐步走向规模化和专业化,PVC国内市场将会出现十分激烈的竞争局面。因此,国内PVC生产企业应该着眼于提高产品质量,开发更多的高档次的专用料,满足用户的需要。
honggang4 --- 2006-08-10 22:10:48
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walwy --- 2006-08-18 09:22:45
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支持
不过 我觉得说的有点太长了 很多都不喜欢看很长的文章 这个大家应该有同感吧
cuijiude --- 2006-08-18 13:59:22
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下載后慢慢看﹐的確太長的帖子是沒有人看的﹐但標准更長
啊﹐所以別怕﹐有用到時再看吧
chenhu --- 2006-12-21 09:26:48
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很不错的帖子!
希望以后能多多看到!
karl --- 2007-11-24 12:28:56
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胥浦阿程 --- 2008-05-23 16:47:17
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