CPVC热稳定剂加工应用研究
聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术
聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术摘要：聚氯乙烯是合成树脂中的一种重要类型，聚氯乙烯合成树脂的工艺随着技术的提升，环保性能越来越高，材料的在合成、改性等方面的研究更加具有深度。
基于上述背景，本文在研究分析了聚氯乙烯合成树脂方法优缺点的基础上，提出了改性聚氯乙烯合成树脂的方法，并阐述了聚氯乙烯合成树脂的应用方向，供相关人员参考。
关键词：聚氯乙烯；树脂；生产工艺；环保0引言聚氯乙烯合成树脂也称为聚氯乙烯，其化学式为（C2H3Cl)n，英文简称PVC。
PVC是5种通用塑料之一，广泛应用于基础建材和家居用品等。
它成本低、强度高、耐腐蚀、具有良好的化学稳定性，但在实际应用中，PVC最大的弱点是热稳定性较差，当温度达到130℃或更高时，其分子链中薄弱的C—Cl键就会发生断裂，释放氯化氢（HCl）并发生降解，HCl的产生会进一步促进PVC的降解，其颜色从白色到棕色，最后变为黑色。
因此，PVC加工过程中必须添加热稳定剂抑制HCl的产生或者吸收已经产生的HCl［1］。
热稳定剂对PVC主要从两方面起到稳定作用，即（1）吸收HCl从而抑制PVC的热降解；（2）取代PVC链上的不稳定氯原子［2-3］。
1聚氯乙烯合成树脂的生产工艺环保技术优缺点聚氯乙烯树脂是最早投入工业生产及日常生活应用的合成塑料品种之一，它是典型的线性结构的热塑性高分子，英文简称PVC，由过氧化合物或偶氮化合物作为引发剂，按照自由基聚合的机理，将氯乙烯单体聚合反应最终形成无定型长链聚合物。
另外，还可以使用光引发剂或热引发剂，在一定条件下聚合而成。
聚合度一般在5000-20000之间，相对分子质量在5万－12万。
PVC的支链很少，各单体多以首尾相连的结构为主，且结晶度小于10%。
PVC树脂常常通过几种常规聚合方法制备，包括悬浮聚合，本体聚合，溶液聚合和乳液聚合。
（1）悬浮聚合法温度调节容易，生产成本较低，操作方法简便，生产工艺成熟，因此在工业生产中一直居高不下，90%左右的PVC树脂均是该方法制备而成，最终产品为粉状颗粒，聚合度比较低；（2）本体聚合操作简便，产品杂质少，性能较好，可用作高度透明产品，但反应温度难以控制，反应热不容易排除，产品为粉状小颗粒，聚合度低；（3）溶液聚合法，温度调节虽然容易，但生产成本高，工艺较为复杂，这不得不归因于树脂与溶剂难以分离以及溶剂的回收处理困难，因此往往只有特殊涂料制品才会采用这种方法，产品为糊状，聚合度低；（4）乳液聚合方便生产过程中调节温度，因而易于连续生产，产品颗粒小，缺点是后处理不便，纯度低，电绝缘性热稳定性及色泽较差，产品成糊状，聚合度高。
氯化聚氯乙烯(CPVC)塑料及其制备方法和应用-推荐下载
前言氯化聚氯乙烯（CPVC）塑料具有耐热、耐候、耐化学介质腐蚀、阻燃、阻烟及无色无味无嗅等优越的理化性能，是近几年来应用领域发展速度较快的新颖塑料材料。
由于美国、欧洲及日本等先进国家和地区对CPVC材料的研制和开发已经日趋成熟，所以CPVC塑料制品已具有一定的市场潜力，尤其是在中国这一庞大的塑料市场中，CPVC塑料尚属新产品、新材料，其利润空间和市场发展空间均有很大的吸引力。
本文通过对CPVC树脂及CPVC塑料制品的简要分析，帮助人们提高对这种新材料的认识。
1．CPVC树脂CPVC树脂是PVC树脂氯化改性的产物，其性能取决于PVC树脂本身及对PVC树脂进行氯化的氯化工艺。
1．1．PVC树脂PVC是氯乙烯聚合的产物，而目前氯乙烯的生成方法主要有电石法和石油（天然气）乙炔法等。
我国工业化生产PVC树脂的方法主要有石油（天然气）乙炔法、电石法及采购VCM单体进行聚合三种。
由于VCM的生产方法不同，相同聚合度的PVC树脂其分子构型及性能也略有不同，不容忽视的关键事实是：PVC树脂的结构与性能直接影响了对其氯化的工艺及氯化后的CPVC树脂的分子构型及性能。
相同氯含量的CPVC树脂由于PVC树脂的结构不同或氯化工艺不同，其性能上的差别是非常明显的。
具体表现在理化性能上的差别及加工性能上的差别。
图1至图4为PVC树脂颗粒的外部和内部形貌的电子照片。
它们的K值和聚合度相似，但分别为中国宜宾天源（本体聚合法）、中国齐鲁石化、日本信越、及中国北二化的产品。
图为PVC树脂颗粒的电子照片，其为中国北二化的产品1．2．CPVC树脂由于PVC树脂是工业化生产CPVC树脂的主要原料，所以对PVC树脂的选用显得尤为重要。
其结构必须是疏松状，且孔隙应适度。
目前CPVC树脂的生产主要采用水相悬浮法，在这一过程中，因为氯气在PVC 树脂中扩散速率对PVC的氯化速率有很大影响，这又要求PVC树脂的皮膜尽可能簿，且表面积要大，结构规整度要好。
水滑石复合热稳定剂在硬质聚氯乙烯中的应用研究
水滑石复合热稳定剂在硬质聚氯乙烯中的应用研究郭正波;严海彪;胡启科;黄彩霞;黄安民【摘要】利用水滑石与钙锌、有机锡复配,并将复配出的稳定体系应用于聚氯乙烯(PVC)硬制品中,通过双辊滚压热老化实验、烘箱静态热老化实验、刚果红实验、色差仪测试、热失重分析、转矩流变仪对PVC的热稳定性能、加工流变性能进行研究.结果表明,水滑石能作为PVC辅助热稳定剂,与钙锌和有机锡复配表现出较好的协同效应,当添加量为0.5％(质量百分数,下同)时,同时具有较好的分散性和热稳定性.【期刊名称】《中国塑料》【年(卷),期】2014(028)007【总页数】5页(P86-90)【关键词】聚氯乙烯;水滑石;热稳定性;流变性能【作者】郭正波;严海彪;胡启科;黄彩霞;黄安民【作者单位】株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412001;湖北工业大学轻工学部材料学院,湖北武汉430068;株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412001;株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412001;株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412001【正文语种】中文【中图分类】TQ325.30 前言PVC由于价格低廉，具有阻燃性，电绝缘性，力学性能高等特点，广泛应用于家电、建材、化工等诸多领域，但是PVC本身热稳定性能差，在生产过程中容易降解产生有毒气体，因此在加工中必须添加热稳定剂。
常见的热稳定剂主要有铅盐类，金属皂类和有机锡类，铅盐类稳定效果好，价格便宜，但会对环境造成污染，且对人体有害，2003年RoHS指令已明文规定不能使用铅盐类。
研发环境友好型无毒热稳定剂是PVC助剂行业主要方向之一［1-4］。
钙锌无毒，但其初期着色性和长期稳定性不佳，有机锡具有优良的热稳定性、初期着色性、透明性等优点，但其价格偏高，润滑性较差。
水滑石类化合物典型分子式为 Mg6Al12（OH）16 CO34H2O，是一种阴离子型层状结晶材料，能吸收PVC降解产生的HCl，抑制PVC自催化降解，其作为一种无毒物质，已被美国食品药物管理局（FDA）许可用于与食品接触的PVC塑料制品，因此水滑石作为一种无毒辅助热稳定剂成为我国研究者的研究热点。
PVC降解过程中的反应
为什么在PVC中使用热稳定剂？聚氯乙烯的(PVC)成本低、原料丰富，是具有优良物理和化学性能的一类大品种塑料。
PVC 可以使用挤出、压延、注塑和吹塑等所有重要的加工工艺。
PVC在加工温度下是不稳定的，如果不添加热稳定剂会迅速降解。
加工条件大大的改变了PVC 材料的降解速度。
每一种干扰PVC的凝胶化的添加剂、过热、链间或者与金属表面间的摩擦，这些都会对降解有间接的影响。
这就是需要加工助剂或者润滑剂的原因。
PVC配方设计中是用热稳定剂是必须的：防止PVC材料中氯化氢的脱去。
防止PVC材料变色(变黄、变黑和交联等)。
根据产品的最后用途，对材料进行稳定化处理，使在高温下加工PVC成为可能。
稳定剂的主要作用是预防氯化氢的损失，即便生成也要进行抑制。
稳定剂主要根据应用的要求来选择(如透明性、能接触食品、耐气候性等) 。
市场上常见的三类主要的稳定剂中，锡稳定剂被认为是最有效的一个，应用范围广。
在PVC降解过程中的反应在锡稳定剂的这一章节，我们解释了PVC的降解反应，锡稳定剂的作用机理以及它们的使用优点。
PVC的热降解是一个“链式”脱除氯化氢的反应，得到稀丙基氯化产物。
有氯化氢存在的条件下能加快反应的进行。
图1PVC的结构缺陷主要是由聚合反应造成的，它加快降解的速度，尤其是影响最初的色泽。
图2PVC降解过程中变色的原因是生成了共轭的多烯烃序列(多于4个双键)。
PVC降解的另一个已知现象是断链和交联，这很有可能是在有氧的条件下（自动氧化）或是热降解的最后阶段发生的反应。
PVC的力学性能和流变性能发生明显的变化。
影响降解速度的一个重要因素是PVC的结构缺陷如氯化氢、任何强的路易斯酸或者碱、氧包括自氧化等。
稳定剂的作用：∙用更稳定的基团代替结构缺陷(通过发生亲核取代反应)。
∙取代PVC降解生成的稀丙基氯化物，阻止链式脱去氯化氢反应模式的进行。
∙捕捉加速降解反应的氯化氢。
稳定剂的补充作用有：∙抗氧化作用(与生成的自由基反应)。
pvc热稳定剂检验标准
pvc热稳定剂检验标准
PVC热稳定剂检验标准。
PVC热稳定剂是一种常用的塑料添加剂，它能够有效地延长PVC制品的使用
寿命，提高其耐热性能。
而热稳定剂的质量直接影响着PVC制品的质量和性能，
因此制定和执行严格的检验标准对于保障PVC制品质量具有重要意义。
首先，对于PVC热稳定剂的外观和物理性质进行检验。
外观检验主要包括观
察样品的颜色、形状和杂质等情况，确保产品无异物、无色差、无结块等现象。
物理性质检验则包括密度、粒度、熔点等指标的测试，以确保产品符合相关的物理性能要求。
其次，对于PVC热稳定剂的化学成分进行检验。
化学成分检验是确保产品符
合国家标准和客户要求的重要手段，包括主要成分含量、有害物质含量等指标的测试，以保证产品不含有害物质，符合环保要求。
此外，还需要对PVC热稳定剂的热稳定性能进行检验。
热稳定性是衡量热稳
定剂质量优劣的重要指标，通过热重分析、热稳定性测试等手段来评定产品的热稳定性能，以确保产品能够在高温环境下保持稳定性能。
最后，对PVC热稳定剂的应用性能进行检验。
应用性能检验是验证产品是否
适用于实际生产的关键环节，包括加工性能、成型性能、热稳定性能等方面的测试，以确保产品能够满足客户的实际需求。
总之，严格执行PVC热稳定剂的检验标准，对于保障产品质量、提升产品竞
争力具有重要意义。
只有通过科学严谨的检验手段，确保产品符合相关标准和要求，才能够赢得客户的信任和市场的认可。
希望各生产企业能够重视产品质量，加强对PVC热稳定剂的检验工作，不断提升产品质量，为行业发展做出积极贡献。
关于CPVC树脂
关于CPVC树脂CPVC是PVC的氯化产物，即PVC的氯化改性。
PVC树脂是生产CPVC树脂的主要原料，它必须是疏松状而不能选用紧密状。
由于CPVC树脂的加工主要采用水相悬浮法，在这一过程中，由于氯气在PVC 树脂中的扩散速率对PVC的氯化速率影响较较大，所以要求PVC树脂的皮膜尽可能薄，表面积不能小，因此生产CPVC的厂家应选用由特殊助剂悬浮合成的专用PVC树脂来合成CPVC树脂。
美国的Goodrich 公司、德国的BASF公司、日本的积水公司和钟渊化学公司所生产的CPVC树脂都是采用的专用PVC树脂进行氯化的。
CPVC制品的性能主要决定于CPVC树脂，它的加工性能更是决定于CPVC树脂，CPVC材料的应用和发展关键在于CPVC树脂的生产工艺的改进和提高，且能够得到专用PVC树脂，从而能提供不但性能优良而且加工性能较好的CPVC树脂。
CPVC的加工难度比PVC大，熔体加工粘度至少是PVC的２倍，熔融加工温度也比PVC高，尤其是在注射加工时难度更大。
所以应采用聚合度较低的PVC树脂来合成CPVC，挤出用CPVC树脂应选用P=700的PVC树脂，注射用CPVC树脂应选用P=500的PVC树脂。
一般PVC的氯含量为56～59%，CPVC为64～75%，随着氯含量的增加，相应地CPVC的熔融粘度增加，软化点升高，耐热性能提高，密度增大，拉伸强度提高，同时脆性增大，冲击强度下降，加工难度也增大。
本方不涉及CPVC在合成时的氯化工艺和技术，但是我们希望氯含量大于70%的高氯含量的CPVC 树脂表面氯含量较低，使其易于加工。
在使用特殊的配方及工艺的情况下，国产CPVC树脂的的挤出加工制品的性能已能达到国际先进水平，且加工难度不大，但注射制品使用国产CPVC树脂加工困难，这有待于CPVC生产厂家能够开发出真正适合于注射加工的国产CPVC树脂。
高新能材料-氯化聚氯乙烯（CPVC）的应用前景CPVC系PVC的氯化改性，它有效地提高了PVC的使用温度、耐化学稳定性、抗老化性及阻燃消烟性。
国产和日本CPVC树脂的热稳定性对比
国产和日本CPVC树脂的热稳定性对比刘炜奇;胡海波【摘要】通过流变试验、刚果红试验、平板硫化试验考察了国产和日本CPVC树脂的动态和静态热稳定性.结果表明:在氯含量和K值基本一致的前提下,日本挤出型CPVC树脂的热稳定性优于国产CPVC树脂,而国产注塑型CPVC树脂的热稳定性要优于日本CPVC树脂,但差距都不是很大.此外,国产CPVC树脂的塑化能耗大大低于日本CPVC树脂,其在实际加工中更加节能,有利于降低生产成本.%The dynamic and static thermal stabilities of CPVC resins produced in China and Japan were investigated by rheology test, Congo red test and flat vulcanization test. The results showed that un-der the premise that the chlorine content and the K value were basically the same, the thermal stability of extrusion type CPVC resins produced in Japan was better than that of CPVC resins produced in China. The thermal stability of injection type CPVC resins produced in China was better than that of CPVC res-ins produced in Japan, but the gap was not great. In addition, the plasticizing energy consumption of CPVC resins produced in China was much lower than that of CPVC resins produced in Japan. In actual processing, the CPVC resins produced in China were more energy saving, which were beneficial to re-duce the production cost.【期刊名称】《聚氯乙烯》【年(卷),期】2018(046)001【总页数】4页(P25-28)【关键词】CPVC;热稳定性;流变性能;塑化能耗【作者】刘炜奇;胡海波【作者单位】山东省潍坊第一中学,山东潍坊261205;山东高信化学股份有限公司,山东潍坊261200【正文语种】中文【中图分类】TQ325.3氯化聚氯乙烯(CPVC) 树脂是聚氯乙烯(PVC)树脂经过氯化改性后的产品。
聚氯乙烯VC介绍及配方介绍
目录一、聚氯乙烯1聚氯乙烯（英文：PolyVinyl Chloride，简称：PVC）是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小。
工业生产的PVC分子量一般在5~12万范围内，具有较大的多分散性，分子量随聚合温度的降低而增加。
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。
其抗张强度60MPa左右，冲击强度5~10kJ/m2；有优异的介电性能。
对光和热的稳定性差，在100℃以上或经长时间阳光曝晒，就会分解而产生氯化氢，并自动催化分解引起变色，在实际应用中必须加入稳定剂以提高对热和光的稳定性。
PVC很坚硬，只能溶于环己酮、二氯乙烷和四氢呋喃等少数溶剂中，对有机和无机酸、碱、盐均稳定，化学稳定性随使用温度的升高而降低。
2聚氯乙烯的分类生产方法的不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。
通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。
软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。
硬PVC不含柔软剂，柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。
PVC发泡板具有防腐、防潮、防霉、不吸水、可钻、可锯、可刨、易于热成型、热弯曲加工等特性，因此广泛应用于家具、橱柜、浴柜、展览架用板、箱体芯层、室内外装饰、建材、化工等领域用板,广告标示、印刷、丝印、喷绘、电脑刻字、电子仪表产品包装等行业。
PVC硬塑板具有优良的耐腐蚀性、绝缘性，并有一定的机械强度；经二次加工后可制成硫酸（盐酸）槽（桶箱）；医药用空针架，化程架；公共卫生间水箱；加工产品的模板、装饰板、排风管道、设备衬里等各种异型制品、容器。
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CPVC热稳定剂加工应用研究
摘要：马来酸甲基锡为白色无定形粉末，主要由马来酸酐与甲基锡氯化物而合
而成，可作为氯化聚氯乙烯热稳定剂，其热稳定性、耐候性优良，具有较好的加
工性能。
关键词：马来酸甲基锡、固体甲基锡、硫醇甲基锡
CPVC成型加工所用的热稳定剂以铅盐、钙锌类和有机锡类为主。
随着人类环
保要求的逐渐提高，铅盐类、丁基锡、辛基锡等有毒的热稳定剂正在加速退出市场，而甲基锡和钙锌类将发挥更大的市场效应。
国内外主要的热稳定剂提供商都进行了CPVC替代热稳定剂探索研究，现目前，CPVC稳定剂主要以钙锌类为主，虽然钙锌类热稳定剂价格便宜，但热稳定效果较差，但马来酸甲基锡稳定剂其热稳定性、耐候性优良，无硫化污染，加热无
熔点，而且不会降低硬质制品的软化点和冲击力，该品主要用于聚氯乙烯制品。
CPVC最主要的一个特征是氯含量高，加工应用困难，其表现为对加工设备具
有腐蚀性、设备材质要求高；其二是粘度大、流动性差与成型困难；其三是加工
能耗高、稳定剂消耗大，阻滞开发、生产加工与应用。
1试验部分
1.1试验原料与配方
CPVC是由PVC氯化改性获得的，加工配方与PVC的加工配方较为类似，在CPVC加工过程中，配方主要成分有：第一，稳定剂。
在现有的稳定剂种内中，有机锡类稳定剂的稳定剂性能是最好的，在实际CPVC加工应用过程中添加份数较少，在100phr的物料加工中，只需要应用三至四份有机锡稳定剂，其中，目前硫醇甲基锡稳定剂具有较好的效果；第二，润滑剂。
在CPVC加工中，润滑剂的配
比平衡在实际加工中尤为重要，是控制CPVC物料的塑化的关键因子，保证CPVC
制品质量的钥匙，只有做到润滑剂的正常应用，才年加工出合格的制品又提高生
产效率。
因此，对CPVC进行加工时，需要充分做好润滑剂的选择与用量，保证
满足加工要求，改善CPVC的加工性能；第三，抗冲增韧剂。
CPVC在加工过程中
在脆性与黏性方面要大幅度高于PVC树脂，在实际加工过程中，需要在配方中添
加一定的加工助剂以与抗冲增韧剂来改善其加工性能；第四，填充剂。
在实际CPVC生产加工中，在配方中可以添加一定量TiO2以及轻质碳酸钙的填料加以应用，可以提高产品在成型时的稳定性能以满足要求又能降低生产成本，但在配方
中添加填料会对CPVC制品力学性能以及二次加工产生影响，需要根据需要的产
品性能要求对具体用量进行控制。
云锡化工CPVC加工应用配方为：云锡锡化工
材料有限责任公司开发马来酸甲基锡、固体甲基锡、硫醇甲基锡4phr、MBS：
6phr、 CPE：3.0phr、石蜡:0.75phr、MBS：5phr、轻质碳酸钙：30phr。
1.3试验过程
称取计量的基料物料放入混料机中，高速搅拌5分钟混，加入计量好的滑剂，再高速搅拌5分钟，温度控制在90度以下，混合好的物料冷却至常温备用。
混合好的CPVC物料在Brabender转矩流变仪的混炼单元测试加工性能曲线，
条件：温度185度，转速30r/min。
混合好的CPVC物料在实验室轧轮机测试稳定性能性能，条件：温度200度，转速比1:1.15，每3分钟取一次样片，置同一纸目测颜色变化。
2.结果与分析
2.1马来酸甲基锡加工性能
图1给出了CPVC稳定剂加工性能曲线图，从图1可以看出硫醇甲基锡稳定
剂在CPVC中的加工情况，硫醇甲基锡热稳定剂润滑性差，塑化时间短、塑化高
扭矩，具有一定的增塑作用，加工期间较固体甲基锡的宽，平衡扭矩低适合板材
的加工。
固体甲基锡润滑性稍比硫醇甲基锡好，塑化时间比硫醇甲基锡稍长，塑
化扭矩比硫醇甲基锡低，加工性能优于硫醇甲基锡，加工区域较小，价格较硫醇
甲基锡、马来酸甲基锡便宜。
马来酸甲基锡塑化时间与塑化扭矩介于硫醇甲基锡
与固体甲基锡之间，加工区域范围宽，适合于挤出管型的加工。
2.2 CPVC稳定剂热稳定性能
图2给出了CPVC稳定剂的稳定性能变化情况，在相同条件下，固体甲基锡
样片3分钟后颜色变化明显加快，在18分钟就出现烧料。
马来酸甲基锡样片颜
色变化要相对缓慢，在21分钟后，样片还平整光滑，还具有一定的在加工性能，这说明马来酸甲基锡的区域宽，加工性能与二次加工性能好。
硫醇甲基锡样片的
颜色变化比固体甲基锡、马来酸甲基锡的颜色变化要慢的多，前期稳定性能较为
优异，但在21分钟后就出现烧料，后期稳定性能不如马来酸甲基锡，二次加工
性能没有马来酸甲基锡优异，硫醇甲基锡前期稳定性能好较适合做一次成型无色
材料。
CPVC树脂粉在实际加工过程中具有较大的难度，其具体原因，即CPVC自身
具有更大的黏性，具有较大的脆性且在流动性方面也存在不足，除了在热稳定剂
的选择外，还需要研究掌握配方各组分对CPVC加工性能改善与影响，对润滑剂、抗冲改性剂以及稳定剂进行合理使用，保证其加工性能能够满足生产要求。
同时
做好CPVC生产加工设备的防腐处理，防止设备腐蚀受损而影响生产。
3 结束语
硫醇甲基锡稳定剂适合硫醇甲基锡前期稳定性能好较适合做一次成型无色材料。
白色无定形粉末的马来酸甲基锡不同于面临环保压力问题铅盐类、丁基锡、
辛基锡稳定剂；价格便宜、热稳定效果较差钙锌类热稳定剂，是适合于氯化聚氯
乙烯加工的热稳定剂，其热稳定性、耐候性优良，具有较好的加工性能。
参考文献
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料助剂合成与应用2019（4）
[4]王文治。
PVC-U加工杂谈.塑料助剂合成与应用专家讲坛2019（4）。