8 聚氯乙烯纤维解析
聚氯乙烯 化学成分
聚氯乙烯化学成分1.聚氯乙烯的定义和成分聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride,PVC）是一种使用最广泛的塑料之一。
它由乙烯基单体和氯乙烯基单体通过聚合反应制得，分子式为（C2H3Cl）n。
聚合反应中，乙烯单体和氯乙烯单体通过双键反应，形成线性或支链状的分子结构。
2.聚氯乙烯的性质聚氯乙烯具有多种优异的性质，包括良好的耐侯性、耐腐蚀性、隔热性、耐火性和良好的柔韧性。
它也是一种良好的绝缘体与防水材料。
另外，由于聚氯乙烯和其他材料很好地相容性，因此可用于制造复合材料。
然而，聚氯乙烯也有一些缺点，如低耐热温度、易受光影响而老化、易有裂痕等，这些缺点限制了它的应用范围。
3.聚氯乙烯的用途聚氯乙烯广泛应用于制造橡胶制品、涂料、油漆、纺织品、制革工业以及各种建筑材料等。
此外，聚氯乙烯还可以制造电缆、光纤和塑料细管等。
近年来，聚氯乙烯材料的应用不断扩大，特别是占用了很大的市场份额的塑料管和塑料窗。
4.聚氯乙烯的优点聚氯乙烯是一个非常有用的塑料材料。
它的优点主要有：1）耐酸、耐碱、耐化学性能好。
2）耐候性好。
聚氯乙烯热稳定性比较高，一般能耐受50℃左右的温度。
3）特别防水。
由于聚氯乙烯的特殊性能，它可以制成很大的塑料袋，可以用于泳池或水箱。
4）绝缘性能好。
聚氯乙烯是一种非常优异的绝缘材料，因此可应用于制造导线和电器。
5.聚氯乙烯的缺点聚氯乙烯虽然有很多优点，也有一些缺点：1）易老化。
经过一段时间的使用，聚氯乙烯在受到光照或氧化作用的情况下容易老化，出现龟裂、开裂等情况。
2）环境污染。
聚氯乙烯生产需要使用大量的氯气和其他有害化学品，对环境造成影响。
3）储存不易。
由于聚氯乙烯的特殊性质，它在空气中极易吸收水分，使其成型难度增加，还会导致脆化、强度下降等。
6.消费者在购买聚氯乙烯制品时需要注意的问题消费者在购买聚氯乙烯制品时要注意以下几个问题：1）保持良好通风。
聚氯乙烯制品中含有一些危险气体，购物时要注意通风。
PVC的分类与结构性能详解
PVC的分类与结构性能详解PVC（聚氯乙烯）是一种重要的合成树脂材料，具有良好的机械强度、化学稳定性和绝缘性能。
根据其结构性能的不同，PVC可以分为软质PVC和硬质PVC两大类。
软质PVC具有较好的柔软性、韧性和延展性，可根据需要制作成半透明或全透明的薄膜或塑料制品。
软质PVC可通过在PVC中添加可塑剂（例如酯类物质）来实现柔软性，使其具有良好的可塑性和弯曲性能。
软质PVC常用于制作塑料包装袋、塑料雨衣、塑料胶布等柔性塑料制品。
硬质PVC具有较高的硬度、强度和耐热性，在环境中能保持较好的稳定性。
硬质PVC通常由纯PVC树脂和增塑剂的混合物组成，增塑剂可以提高PVC的可加工性。
硬质PVC常用于制作塑料管道、塑料板材、塑料窗框等刚性塑料制品。
从微观结构的角度来看，PVC是由氯乙烯单体在聚合剂的作用下聚合而成的高聚物。
PVC的分子链中有大量的氯原子，氯原子的存在赋予PVC良好的耐酸、耐碱和耐溶剂的性能。
PVC的结构特点决定了其优良的物理性能。
首先，PVC具有良好的耐候性和抗老化性能，可以在室外长期使用而不受紫外线、氧气和湿气的影响。
其次，PVC具有优异的抗磨性，使其适用于制作地板材料、输送带等需要耐磨损的产品。
此外，PVC还具有良好的耐腐蚀性，可以在酸性、碱性和有机溶剂的环境中稳定使用。
除了上述优点外，PVC还有一些局限性。
首先，PVC存在着一定的毒性和燃烧性，烧毁时会产生有害气体。
其次，PVC的可塑剂可能会释放出有害物质，对人体健康有一定的影响。
因此，在使用PVC制品时应避免长时间接触及燃烧。
综上所述，PVC是一种重要的合成树脂材料，根据其结构性能的不同可以分为软质PVC和硬质PVC两大类。
软质PVC具有良好的柔软性和延展性，适用于制作柔性塑料制品；硬质PVC具有较高的硬度和强度，适用于制作刚性塑料制品。
PVC具有优异的耐候性、抗磨性和耐腐蚀性，但也存在一些毒性和燃烧性的问题，需要注意使用和处理。
PVC材料分析
PVC材料分析PVC材料即聚氯乙烯，它是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应用广泛，聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。
根据不同的用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙烯塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。
在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质和透明制品。
纯的聚氯乙烯的密度为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。
硬聚氯乙烯有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击能力，可单独用做结构材料。
软聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、、拉伸强度会降低。
聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可作低频绝缘材料，其化学稳定性也好。
由于聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出HCL气体，使聚氯乙烯变色，所以其应用范围较窄，使用温度一般在-15~55度之间。
由于化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。
聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。
由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。
在日常生活中，聚氯乙烯用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等！聚氯乙烯是由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯，再聚合而成。
具有较高的机械强度和较好的耐蚀性。
可用于制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔、气体液体输送管，还可代替其它耐蚀材料制造贮槽、离心泵、通风机和接头等。
当增塑剂加入量达30%～40％时，便制得软质聚氯乙烯，其延伸率高，制品柔软，并具有良好的耐蚀性和电绝缘性，常制成薄膜，用于工业包装、农业育秧和日用雨衣、台布等，还可用于制作耐酸碱软管、电缆包皮、绝缘层等。
现在聚氯乙烯还用到太阳能热水袋中通过它吸光的特性做成洗澡用的热水袋一、美丽的外表从这层意义上说，PVC膜的市场前景十分看好。
随着时代的发展，PVC也正以其良好的性能、简单的工艺以及其他诸多优点渐渐赢得了人们的欢心，已被越来越多的人接受和认可，在欧美国家PVC是建筑行业的宠儿，PVC在人们的日常生活中随处可见。
聚乙烯醇纤维及聚氯乙烯纤维
-20-化纤文摘2007年第2期（第36卷）7.聚乙烯醇纤维及聚氯乙烯纤维TQ346.24-346.2520072112含不饱和杂多盐的P VA粒状纤维垫编织物Y ang Guo Cheng…;Chinese Chemical Letters,2004,15 (10),p.1212（英）首先制备含不饱和杂多盐的聚乙烯醇（P VA）纤维垫，用IR、X射线和SEM照片描述细粒状纤维垫的特性。
粘弹性和浆液浓度是影响粒状纤维垫成形的关键因素。
（汪兴华）聚乙烯醇分析方法纤维性能20072113聚乙烯醇/单壁碳纳米管复合物的凝胶纺丝Zhang Xiefei…;Polymer,2004,45(26),p.880（英）采用搅拌和声波制备单壁碳纳米管（SWNT）、聚乙烯醇（P V A）、二甲基亚砜（DMS O）和水均相分散液。
分散液通过凝胶纺丝挤出形成纤维。
P V A/ SWNT[3%（wt）]复合纤维的模量高出常规PVA凝胶纺纤维的40%。
研究纤维的结构和性能，对照纤维和复合纤维中PVA取向相差不大，但复合纤维有较低的结晶度。
（汪兴华）聚乙烯醇碳纳米管复合纤维模量凝胶纺丝20072114在室温和高温下具有良好拉伸强度的聚乙烯醇纤维可乐丽；JP2005-9029（2005.1.13）（日）维纳尔（Vinal）纤维（A1）含有聚乙烯醇（I）型聚合物（A）和精细分散于聚合物内的分层硅酸盐，广角X射线衍射仪测得，相邻硅酸盐层的平均距离≥20，结晶度≥40%，取向度≥60%；或者，该维纳尔纤维含上述A1纤维，其有0.1%~30%（以100份I计）多层硅酸盐；或者，该维纳尔纤维包括有多层硅酸盐的A1纤维，硅酸盐含有碟型粘土或合成含氟云母。
通过下列步骤生产此维纳尔纤维：（a）对含有A聚合物和分层硅酸盐液体施加剪切力，使A聚合物进入相邻层硅酸盐之间区域，（b）将液体纺丝，（c）拉伸纤维。
此维纳尔纤维可用于过滤器、热绝缘材料、清洁用拖把以及水泥、橡胶、塑料的增强材料。
塑料材料-聚氯乙烯（PVC）的基本物理化学特性及典型应用介绍
塑料材料-聚氯乙烯（PVC）的基本物理化学特性及典型应用介绍第一篇：塑料材料-聚氯乙烯(PVC)的基本物理化学特性及典型应用介绍聚氯乙烯（PVC）的介绍1.概述聚氯乙烯（PVC）是世界第二大通用树脂，早在1835年法国化学家勒尼奥就发现，在日光照射下，氯乙烯聚合变成一种白色固体。
1914年德国和美国的化学家发现，有机过氧化物可加速氯乙烯的聚合反应。
1931年德国法本公司采用乳液聚合的方法，使聚氯乙烯生产实现了工业化。
乳液聚合是将氯乙烯单体和水，用烷基磺酸钠（表面活性剂）做乳化剂，使氯乙烯均匀地分散在水中以形成乳状液，再以过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，使氯乙烯聚合为聚氯乙烯。
使聚氯乙烯在应用上有真正突破是在1933年。
美国化学家西蒙在当时用途不广的聚氯乙烯粉料中加进高沸点的溶剂和磷酸三甲酚酯后加热，在冷却以后，意外地得到了性质柔软、易于加工、并富有弹性的聚氯乙烯（这里磷酸三甲酚酯起了增塑剂的作用）。
从此，聚氯乙烯广泛应用的大门被打开了。
1936年美国联合碳化物公司开发了氯乙烯的悬浮聚合技术，使生产工艺较乳液聚合法简化，能耗降低，成本下降。
现在，80％的聚氯乙烯是用悬浮聚合法生产的，即在搅拌和分散剂（水）的作用下，使氯乙烯单体分散成液滴状以后，悬浮在水中。
聚合反应在液滴之间进行，引发剂采用过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈等。
聚氯乙烯的化学分子式如下：PVC是由液态的氯乙烯单体（VCM）经悬浮、乳液、本体或溶液法工艺聚合而成，其中悬浮工艺在世界PVC生产装置中大约占90％的比例。
在世界PVC总产量中均聚物也占大约90％的比例。
PVC 是应用最广泛的热塑性树脂，可以制造强度和硬度很大的硬质制品如管材和管件、门窗和包装片材，也可以加入增塑剂制造非常柔软的制品如薄膜、片材、电线电缆、地板、合成革、涂层和其它消费性产品。
硬质制品目前占PVC总消费量的65～70％，今后PVC消费量进一步增长的机会主要是在硬质制品应用领域。
聚氯乙烯塑料简介
SG4
XS(J)3
71～69
126～118 1350～1200 膜、软管、人造革
SG5
XS(J)4
68～66
117～107 1150～1000 硬管、型材
SG6
XS(J)5
65～63
106～96
950～850 硬板、纤维、透明片
SG7
XS(J)6
62～60
95～85
850～750 吹塑瓶、透明片、注塑
拉伸强度/MPa
10.5～20.1
10.5～20.1
45.7
断裂伸长率/%
100～500
100～200
25
弯曲强度/MPa
100
弯曲模量/MPa
3000
压缩强度/MPa
8.8
8.8
20.5
缺口冲击强度/（kJ/m2）
2.2～10.6
绍氏硬度
A50～95
A60～95
A75～85
长期使用温度/℃ 线膨胀系数/（×10－5K－1）
聚氯乙烯塑料简介
聚氯乙烯为由氯乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，英文名称 PolyvinyChloride，简称 PVC。PVC
力最早实现工业化的树脂品种之一，是在 20 世纪 60 年代以前产量最大的树脂品种，只是在 60 年代后期
退居第二位。近年来，由于 PVC 合成原料丰富、合成路线的改进、树脂中氯乙烯单体含量的降低，价格
PVC 在 160℃以前以颗粒状态存在，在 160℃以后颗粒破碎成初级粒子，在 190℃时初级粒子熔融。
29
②PVC 的加工稳定性不好，熔融温度 (160℃)高于分解温度 (140℃)，不进行政性难以用熔融塑化的 方法加工。改性方法一为在其中加入热稳定剂，以提高其分解温度，使其在熔融温度之上；二为在其中加
聚乙烯醇纤维及聚氯乙烯纤维
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聚氯乙烯的结构与性能
聚氯乙烯的结构与性能与一般通用塑料（如PE、PP、PS、ABS）和工程塑料（如PA、PC、POM）等塑料相比，PVC塑料物料的组成要复杂得多，这是由于PVC树脂的物理化学特性所决定的。
1.1聚氯乙烯的结构对聚氯乙烯的大分子结构、结晶和聚集态结构的了解，无论对于PVC树脂合成还是从事PVC加工的科技工作者来说都是至关重要的。
因为PVC的大分子结构、结晶和聚集态结构，一方面受到聚合工艺条件的制约，另一方面它又影响着PVC的加工和制品性能。
1.1.1聚氯乙烯的大分子结构1.1.1.1主链结构氯乙烯是具有一个取代基的乙烯单体，该单体在链结构上可能有几种不同的变化。
首先，一种是使氯原子处在相邻的碳原子上（头-头结合），另一种是氯原子沿着链均匀地排列（头-尾结合）。
进而考虑的是关于氯原子相互间的位置。
所有的氯原子都排列在聚合物链的同侧为等规立构型；从一侧到另一侧交替排列的为间规立构型；而杂乱无章排列的为无规立构型。
结构式如下：商品化PVC中以间规立构为主，但等规立构仍然存在。
通过红外光谱和核磁共振分析，发现随着聚合温度的降低，PVC的间规立构比例反而提高。
同时还发现，降低聚合温度，较长的间规立构链段的质量比率也提高。
1.1.1.2端基结构尽管由于合成反应中引发体系的不同而导致引发剂的残余体与大分子链自由基的反应有一定差异，但通常引发剂的残余体还能与大分子链自由基结合进入分子链的端基，并具有以下几种形式：R-CH2-CHCl-; R-COOCH2-CHCl-; HSO4-CH2-CHCl-然而，由引发剂的残基形成的聚氯乙烯分子链的端基的数目并不多，大约占10％－12％。
此外，各种可能的终止反应能导致形成其他端基。
现将除引发剂残基以外的其他端基罗列如下：-CH2-CH2-Cl; CH=CHCl-; CCl＝CH2；－CH＝CH2；－CHCl－CH3；－CHCl－CH2Cl；—CH2－CH2Cl含有双键的端基为脱氯化氢的起点，即PVC热老化分解的起点。
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⒉聚氯乙烯纤维的用途 PVC纤维的产品有长丝、短纤维以及鬃丝等。以 短纤维和鬃丝为主。 在民用方面，主要用于制做各种针织内衣、毛线、 毡子和家用装饰织物等。由PVC纤维制作的针织内衣、 毛衣、毛裤等，保暖性好。另外由于静电作用，对关 节炎有一定的辅助疗效。 在工业应用方面，PVC纤维可用于制作各种在常 温下使用的滤布、工作罩、绝缘布，覆盖材料等。另 外，用PVC纤维制作的防尘口罩，因其静电效应 （ 结构中具有不对称因素，有很强的偶极矩），吸 尘性特别好。 PVC鬃丝主要用于编织窗纱、筛网、绳索等。
⑵聚氯乙烯的热稳定性 聚氯乙烯没有明显的熔点，其流动温度 约为170～220℃，而分解温度为150～ 155℃，在该温度下会有少量HCI放出，促 使其进一步分解，故必须加入碱性的稳定 剂中和HCI而抑制其催化的裂解反应。 因而PVC不仅不能采用熔体纺丝法纺丝， 即使采用温度较低的热塑挤压法纺丝，也 必须加入适当的热稳定剂。
第三节
聚氯乙烯纤维的生产
PVC纤维的生产量虽然不大，但各国用于生产 PVC纤维的方法却多种多样。 一、氯纶 氯纶的生产工艺有湿法纺丝和干法纺丝两种，产 品均为短纤维。所用溶剂（或捏和剂）是丙酮。工艺 流程如下：
⒈湿法纺丝工艺流程 PVC→捏和（溶胀） →溶解→过滤→调
温→纺丝→集束→水洗→拉伸→上油→干
捏和终了所得到的浆液是一种高粘பைடு நூலகம்的冻胶体， 其流动性小，不能直接用于纺丝成形，因此需加热， 降低粘度，增加流动性，以获得必要的可纺性。这一 过程在生产上常称为溶解。
PVC湿法纺丝所用凝固浴为丙酮水溶液，浴中
丙酮含量控制在20%～22%，浴温35℃左右，
纺丝速度一般取16～20m/min，丝条在疑固
使乙烯和乙炔与其它馏分分离，再与氯化氢化 合，使乙炔生成氯乙烯，随后把它分离出来。 余下的气体继续与氯气化合，使乙烯生成1， 2—二氯乙烷，回收后热裂解生成氯化氢和更 多的氯乙烯。
综合反应为：
二、氯乙烯的聚合 PVC聚合工艺有四种：悬浮聚合法、乳液 聚合法、本体聚合法、微悬浮聚合法。 在无引发剂作用时，氯乙烯化学稳定性较 大，难以聚合，贮存时不必加阻聚剂。 在光、热、γ射线和各种引发剂作用下容易 发生聚合。目前工业生产主要采用悬浮聚合法。 氯乙烯悬浮聚合常用的引发剂为偶氮二异 丁腈（AIBN）或过氧化二碳酸二异丙酯 （IPP），分散剂为明胶或聚乙烯醇，分散介 质采用水。聚合温度45～60℃。
⑶聚氯乙烯的化学性质 PVC对各种无机试剂的稳定性很好。它和有 机溶剂之间不发生化学反应，但有很多有机溶剂 能使它发生有限溶胀。PVC易发生光老化，当其 长时间受到光照时，大分子会发生氧化裂解。 ⑷聚氯乙烯的溶解性能 PVC很难在一般的溶剂中溶解。宜于纺制纤 维的PVC树脂的溶剂有：二氯乙烷、四氯乙烷、 氯苯、环己酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、环氧 丙烷以及环氧氯丙烷等。 另外它还可溶于二硫化碳和丙酮、苯和丙酮、 二硫化碳和甲乙酮等有机物组成的混合溶剂中。
PVC纤维作为阻燃纤维材料通过原料与生产技 术的改进与提高，将广泛应用于消防、军队、 宇航、冶金、石化等特种行业。
腈氯纶阻燃布
腈氯纶阻燃布
腈氯纶永久阻燃服装
PVC纤维的主要缺点是耐热性差，只适宜 于40～50℃以下使用，65～70℃软化，并产 生明显的收缩。 其次是耐有机溶剂性差和染色性差，虽不 能被多数有机溶剂溶解，但能使其溶胀，一般 常用的染料很难使PVC纤维上色，所以生产中 多数采用原液着色。
第二节
聚氯乙烯的制备及其性能
一、氯乙烯的制备 ⒈乙炔法 乙炔法是以氯化汞为催化剂，使乙炔与稍 过量的氯化氢反应生成氯乙烯的方法，也称电 石法。
⒉乙烯法 氧氯化法：使用催化剂为混有氯化钾或其 它碱金属氧化物的氧化铜，载体为硅藻土或氧 化硅胶，转化率可达99％。
⒊乙烯乙炔法 该方法一般是将石脑油裂解生成的、基本 含有等摩尔的乙烯和乙炔的混合物进行精制，
第八章 聚氯乙烯纤维
第一节 概述
一、聚氯乙烯纤维的发展概况
聚氯乙烯（PVC）纤维是由聚氯乙烯树脂纺制 的纤维，我国简称氯纶。 20世纪50年代初，PVC纤维才作为一种工业 产品出现。
二、聚氯乙烯纤维的性能和用途 ⒈ 聚氯乙烯纤维的性能特点 PVC纤维的独特性能就在于其难燃性。 PVC纤维的极限氧指数LOI为37.1％，在明火 中发生收缩并碳化，离开火源便自行熄灭，其 产品特别适用于易燃场所。 PVC纤维对无机试剂的稳定性相当好、抗 化学药品性好。 PVC纤维具有良好的保暖性、电绝缘性。 由于PVC纤维导热性小且易积聚静电，其保暖 性比棉、羊毛还要好。 PVC纤维原料来源广泛、价格便宜，热塑性 好、弹性好、耐磨、并有较高的强度。
燥（热定型） →卷曲→切断→短纤维
⒉干法纺丝工艺流程
PVC →捏和（溶胀） →溶解→过滤→调温→纺 丝→集束→拉伸→热定型→上油→切断→干燥→ 短纤维
纤维级的PVC不能溶解于丙酮，为了获得纺丝
原液，首先使PVC树脂在丙酮中充分溶胀，这一
操作在生产上叫做捏和。捏和温度由室温逐渐升 至40～50℃。捏和时间一般取4.5～6.0h。
⒉聚氯乙烯的性质 ⑴聚氯乙烯的物理性质 聚氯乙烯的颗粒结构或形态，即颗粒的形状、粒 度、粒度分布及多孔性，这些特性对加工性能有相当 大影响。 用悬浮聚合所得到的聚氯乙烯为白色颗粒状固体 （50～250um），由1～2um的二次粒子（也称亚颗 粒）凝聚而成，亚颗粒由0.02～0.05um的一次粒子 （也称原始粒子或微粒子）堆积而成。 PVC耐热性极低，当温度达到65～70℃时即发生明显 的热收缩。脆化温度低于-50～-60℃，大多数制品长 期使用温度不宜超过55℃，特殊配方的可达90℃。
三、聚氯乙烯的结构和性能 ⒈聚氯乙烯的结构
由于分子的极性效应， PVC一般都以头尾连 接，因而氯原子在长链分子上的分布主要在1，3 位置。 在聚氯乙烯分子链中也存在少量支链，通常 认为1000个碳原子数的PVC中有5-16个支链。 与聚乙烯相比，聚氯乙烯的分子链更僵硬， 分子间作用力更强，内聚能密度更大。