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第二章聚氯乙烯

本章基本内容：

1、聚氯乙烯的发展概况、定义和分类

2、聚氯乙烯性能

3、聚氯乙烯的应用领域

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聚氯乙烯工业化生产方法主要有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法。其中以悬浮法为主，其产量约占PVC总产量的85%。

20世纪30年代，德国开始工业化生产，由于原料来源丰富，价格低廉，而得到发展。60年代以前居世界塑料产量的首位，目前聚氯乙烯世界产量与我国的产量均居树脂的第二位，我国工业化生产于1958年，2003年产量为305万吨。2010 年新增产能500万吨，2010年底生产能力2300万吨.

简介

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1.聚氯乙烯的制造

1.1制造：单体为CH2=CHCl，沸点-13.9℃，常温下为气态，属于低毒类。

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识别

难燃烧，离火即熄，火焰黄色，底部绿色，黑烟；氯的刺激性气味，软化。

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2.2 化学稳定性能: PVC稳定性能良好，耐一般的酸、碱、盐的腐蚀，它的主要溶剂有：二氯乙烷、环乙烷、四氢呋喃等。

2.3热性能：PVC的热稳定性差，使用温度为-15~55℃，特殊配方可以达到90℃。

2.聚氯乙烯的性能

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2.4力学性能：PVC属于通用塑料，其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、断裂伸长率、硬度等力学性能属一般水平，而制品的软硬不同，力学性能相差较大。

2.5其它性能：PVC属于极性聚合物，电器绝缘性能一般，只能在低频下使用，不适于作高级绝缘材料。其电绝缘性能与助剂的品种、数量及使用温度有关。

PVC的氯含量高达56%，具有较好的阻燃性，难燃。

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PVC的用途广泛：

硬制品可作各种型材、管材、管件、板材等。

软制品可作电线电缆、薄膜、人造革、软管等。

3.聚氯乙烯树脂的用途

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PVC的成型加工性能较差，粘度大，成型温度高于树脂的分解温度，可以通过加入热稳定剂来提高分解温度。

聚氯乙烯的成型温度范围为120~200℃。

5.聚氯乙烯的成型加工

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a 门窗、管材、瓶、装饰板材、电线电缆可直接回收使用。

b 裂解：回收HCL 、裂解制油、制活性炭等。

6.聚氯乙烯的回收利用

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聚丙烯（PP）于1957年由意大利开始工业化生产，丙烯单体主要有两个来源，一是从石油和石油炼制产物的裂解气体中提取，二是从天然气的裂解产物中提取。目前PP发展迅速，我国2007年的产量为700万吨，目前PP的增长部分主要是共聚物的应用开发。

简介

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PP生产采用低压定向配位聚合，工艺路线可分为四类，即溶剂法、溶液法、气相法和液相本体法。目前多为液相本体法，它采用高效催化剂，其活性为60-100万克/克钛，可实现无脱灰、无脱无规、无脱催化剂残渣、无溶剂，产品可在92-98%范围内控制等规度，熔体流动速率为0.1-100。聚合压力为3.5兆帕，反应温度70℃。

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1.聚丙烯结构

1.1等规性：

PP为线型结构，与PE相似，不同的是在主链上，每隔一个碳原子有一个侧甲基存在，

整个分子在空间结构上，产生三种不同异构体。即全同PP（等规PP）、间同PP（间规PP）和无规PP三种立体化学结构。PP通常是全同PP，具有高度的结晶性。

1.2 分子量：

聚丙烯的分子量的大小对性能和加工有很大的影响，一般用熔体流动速率MFR来表示T=230℃负荷=2160g

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2聚丙烯性能

2.1识别

乳白色半透明，润滑，无滑腻感；燃烧容易，离火后继续燃烧，火焰颜色是顶端黄色，底部蓝色，少量黑烟，石油气味和蜡味，熔融滴落。

2.2 物理性能

PP的比重为0.9，是热塑性塑料中最轻的。是结晶性塑料，在室温下溶剂不能溶解PP，只有一些卤代化合物、芳烃和高沸点的脂肪烃能使之溶胀，在高温下才能溶解PP。PP的透水、透气性能较低。

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2.5 热性能：

由于结构的原因，PP的玻璃化温度和熔点均比PE高，熔点Tm=168~171℃，PP的耐热性是通用塑料中最好的，能在135℃下长期使用（甚至可达150℃），可用于煮沸消毒，作耐温管道、蒸煮食品包装膜、医疗器械等。但PP的耐低温性较差，低温脆性大，脆性温度-35℃。

2.聚丙烯的性能

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2.6 耐候性：

聚丙烯极易老化，比PE对氧更敏感。PP分子主链上含有许多带甲基的叔碳原子，叔碳原子上的活泼氢易氧化，所以PP的耐老化性能极差，纯的PP无使用价值，户外12天老化，室内四个月老化，必须添加抗氧剂或紫外线吸收剂，接触铜也会加速材料的老化。工厂中称为铜害。

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2.7 其他性能：

电绝缘性好，可以作为高级电绝缘材料，表面效应好（耐刻痕）

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PP的主要用途是注射产品、管材、薄膜、片材、编织袋等。还可做纤维（丙纶）

3.聚丙烯的用途

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PP的改性主要分为化学改性和物理改性两大类：

化学改性包括共聚、交联、接枝、阻燃和抗静电等；

物理改性包括共混和增强、填充等，其中PP可以和PE、EPDM、SBS、顺丁橡胶、天然胶、聚异丁烯橡胶共混，而增强可填充玻璃纤维、石棉纤维、云母和滑石粉等。PP+HDPE PP+LDPE PP+APP PP+EPDM等。

4.聚丙烯改性

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常见几种聚丙烯：

PP-R 乙烯单体随即嵌入丙烯大分子链中，用气相法均聚而成；

PP-B 丙烯与乙丙橡胶（或辛烯）进行嵌段共聚而成；

PP-H 加入适当的冲击改性剂进行机械共混而成（UHMWPE EVA EPDM POE）

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第四章聚苯乙烯

1.简介

PS（Polystyrene）是一种比较古老的树脂品种，1935年美国陶氏公司（Dow chemical）开始工业化生产。

是目前世界上应用广泛的热塑性塑料，也是通用塑料的五大品种之一，我国年产量100多万吨。

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3.1分子结构特点:

由于分子链上有刚性的苯环取代基，分子的内旋转受到限制，因此PS呈现刚性、脆性；玻璃化温度较高，为80-100℃；PS很难结晶，为无定型、非极性聚合物；分子间作用力小，流动性好，易加工，易染色，分子量一般在5-25万之间。

3.聚苯乙烯的性能特点

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3.2 识别

PS无臭、无色、无味、透明，无延展性，似玻璃状材料。易燃，火焰呈橙黄色伴有黑色浓烟，有黑炭灰，发出特殊的苯乙烯气味，并软化起泡。

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3.5 着色性:

PS 无臭无味无毒,能自由着色,可以与有机的和无机的颜料掺和,制得任何色泽的塑料制品.

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3.7热性能:

热变形温度为70-98℃, 最高连续使用温度为60-80℃(与承载负荷的大小有关) 。PS 裂解时放出43%的挥发物(41%是苯乙烯，2%是甲苯) 其余为残留物，有二聚、三聚、四聚及多聚物。

3.8 电性能：

PS具有纯烃类的高分子结构，电性能良好，其体积电阻率为1017-1019Ωcm

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3.9机械性能

除冲击强度较小外，拉伸强度、弯曲强度都较好。

3.10化学性能：

溶于大多数芳香族，如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯单体。

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5 聚苯乙烯应用领域

5.1通用PS GPS(general polystyrene) :

用于光学玻璃、灯罩、冰箱内的果菜盒，录音、录像带的包装盒、电脑软盘及VCD、DVD 的包装盒等

5.2HIPS

应用领域非常广泛，家用电器、汽车、轮船、火车上都用；电脑方面：显示器、键盘、机箱及打印机的外壳所用材料目前基本上是HIPS。

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5.3EPS

应用于各种产品的包装上，电视、冰箱、空调、洗衣机等家电的包装。另一用途是快餐盒(目前被认为不环保,有志之士强烈反对使用)

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1.悬浮法聚氯乙烯中的疏松型与紧密型的有何区别？

2.简述聚氯乙烯、PP、PS主要性能与用途。

3.聚氯乙烯、PP、PS的简单识别

4.聚丙烯三种不同结构有何区别？

5.聚氯乙烯、PP、PS的用途？

思考题

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