PVC木塑发泡板材配方设计

PVC木塑发泡板材配方设计

聚氯乙烯（SG-5、6、7） 100

复合稳定剂 3.5

内、外润滑剂 0.5~2.0 AC

发泡剂 0.3~0.5 ACR

发泡加工助剂 5.0~8.0

填料 4.0~6.0

阻燃剂 2.0~3.0

成核剂 0.2~0.7

增塑剂 5.0~10.0

改性处理木粉 20.0~30.0

PVC配方设计概要

纯的聚氯乙烯（PVC）树脂属于一类强极性聚合物，其分子间作用力较大，从而导致了PVC 软化温度和熔融温度较高，一般需要160~210℃才能加工。另外PVC分子内含有的取代氯基容易导致pvc树脂脱氯化氢反应，从而引起PVC的降解反应，所以PVC对热极不稳定，温度升高会大大促进PVC脱HCL反应，纯PVC在120℃时就开始脱HCL反应，从而导致了PVC降解。鉴于上述两个方面的缺陷，PVC在加工中需要加入助剂，以便能够制得各种满足人们需要的软、硬、透明、电绝缘良好、发泡等制品。在选择助剂的品种和用量时，必须全面考虑各方面的因素，如物理—化学性能、流动性能、成型性能，最终确立理想的配方。另外，根据不同的用途和加工途径，我们也需要对树脂的型号做出选择。不同型号的PVC 树脂和各种助剂的配搭组合方式，就是我们常说的PVC配方设计了。那具体怎样进行具体的配方设计呢？下面将通过对各原辅料的选择加以阐述的方式加以说明，希望能对大家有所裨益。

一、树脂的选择

工业上常用粘度或K值表示平均分子量（或平均聚合度）。树脂的分子量和制品的物理机械性能有关。分子量越高，制品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越高，但树脂熔体的流动性与可塑性下降。同时，合成工艺不同，导致了树脂的形态也有差异，我们常见的是悬浮法生产的疏松型树脂，俗称SG树脂，其组织疏松，表面形状不规则，断面输送多孔呈网状。因此，SG型树脂吸收增塑剂快，塑化速度快。悬浮法树脂的主要用途见下表。乳液法树脂宜作PVC糊，生产人造革。

悬浮法PVC树脂型号及主要用途

型号级别主要用途

SG1 一级A 高级电绝缘材料

SG2 一级 A 电绝缘材料、薄膜 SG2 一级B、二级一般软制品SG3 一级A 电绝缘材料、农用薄膜、人造革表面膜 SG3 一级B、二级全塑凉鞋 SG4 一级 A 工业和民用薄膜

SG4 一级B、二级软管、人造革、高强度管材 SG5 一级 A 透明制品SG5 一级B、二级硬管、硬片、单丝、导管、型材 SG6 一级 A 唱片、透明片SG6 一级B、二级硬板、焊条、纤维 SGG7 一级 A 瓶子、透明片SGG7 一级B、二级硬质注塑管件、过氯乙烯树脂

二、增塑剂体系

增塑剂的加入，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。增塑剂在10份以下时对机械强度的影响不明显，当加5份左右的增塑剂时，机械强度反而最高，是所谓反增塑现象。一般认为，反增塑现象是加入少量增塑剂后，大分子链活动能力增大，使分子有序化产生微晶的效应。加少量的增塑剂的硬制品，其冲击强度反而比没有加时小，但加大到一定剂量后，其冲击强度就随用量的增大而增大，满足普适规律了。此外，增加增塑剂，制品的耐热性和耐腐蚀性均有下降，每增加一份增塑剂，马丁耐热下降2~3。因此，一般硬制品不加增塑剂或少加增塑剂。有时为了提高加工流动性才加入几份增塑剂。而软制品则需要加入大量的增塑剂，增塑剂量越大，制品就越柔软。增塑剂的种类有邻苯二甲酸酯类、直链酯类、环氧类、磷酸酯类等，就其综合性能看，DOP是一个较好的品种，可用于各种PVC制品配方中，直链酯类如DOS属耐寒增塑剂，长用于农膜中，它与PVC相容性不好，一般以不超过8份为宜，环氧类增塑剂除耐寒性好以外，还具有耐热、耐光性，尤其与金属皂类稳定剂并用时有协同效应，环氧增塑剂一般用量为3~5份。电线、电缆制品需具有阻燃性，且应选用电性能相对优良的增塑剂。PVC本身具有阻燃性，但经增塑后的软制品大多易燃，为使软PVC制品具有阻燃性，应加入阻燃增塑剂如磷酸酯及氯化石蜡，这两类增塑剂的电性能也较其他增塑剂优良，但随增塑剂用量增加，电性能总体呈下降趋势。对用于无毒用途的PVC制品，应采用无毒增塑剂如环氧大豆油等。至于增塑剂总量，应根据对制品的柔软程度要求及用途、工艺及使用环境不同而不同。一般压延工艺生产PVC薄膜，增塑剂总用量在50份左右。吹塑薄膜略低些，一般在45~50份。三、稳定剂体系

PVC在高温下加工，极易放出HCL，形成不稳定的聚烯结构。同时，HCL具有自催化作用，会使PVC进一步降解。另外，如果有氧存在或有铁、铝、锌、锡、铜和镉等离子存在，都会对PVC降解起催化作用，加速其老化。因此塑料将出现各种不良现象，如变色、变形、龟裂、机械强度下降、电绝缘性能下降、发脆等。为了解决这些问题，配方中必须加入稳定剂，尤其热稳定剂更是必不可少。PVC用的稳定剂包括热稳定剂、抗氧剂、紫外线吸收剂和螯合剂。配方设计时根据制品使用要求和加工工艺要求选用不同品种，不同数量的稳定剂

（一）热稳定剂热稳定剂必须能够捕捉pvc树脂放出的具有自催化作用的HCL，或是能

够与PVC树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反映，以阻止或减轻PVC树脂的分解。

一般在配方中选用的热稳定剂的特点、功能与制品的要求来考虑。例如：

铅盐稳定剂主要用在硬制品中。铅盐类稳定剂具有热稳定剂好、电性能优异，价廉等特点。但是其毒性较大，易污染制品，只能生产不透明制品。近年来复合稳定剂大量出现，单组分的稳定剂已有被取代的危险。复合稳定剂的特点是专用性强，污染小，加工企业配料简便等优点。但由于无统一的标准，所以各家的复合稳定剂差异很大。

钡镉类稳定剂是性能较好的一类热稳定剂。在PVC农膜中使用较广。通常是钡镉锌和有机亚磷酸酯及抗氧剂并用。

钙锌类稳定剂可作为无毒稳定剂，用在食品包装与医疗器械、药品包装，但其稳定性相对教低，钙类稳定剂用量大时透明度差，易喷霜。钙锌类稳定剂一般多用多元醇和抗氧剂来提高其性能，最近已经国内已经有用于硬质管材的钙锌复合稳定剂出现。

深圳市某公司成功开发出XXX系列无毒钙锌稳定剂，能够满足硬质管材及管件的生产，并在联塑等管材生产厂家批量使用。

有机锡类热稳定剂性能较好，是用于PVC硬制品与透明制品的较好品种，尤其辛基锡几乎成为无毒包装制品不可缺少的稳定剂，但其价格较贵，有臭味。

稀土类稳定剂作为中国特色的新兴种类，随着环保要求的日益提高，将代表着稳定剂的选用趋势，在国家“十二五规划”中体现尤为明显。目前市场也是鱼龙混杂牌号众多，而广东炜林纳开发的WWP系列稀土复合稳定剂得到的认同度比较高，在海螺、顾地等龙头企业已经应用多年。

稀土复合稳定剂之所以从面市到获得广泛认同离不开其优异的性能特点：

1、热稳定性良好。长期耐热性优于铅盐和钙、钡皂稳定剂，初期着色性与锌皂相当，

透明性与有机锡相近； 2、无毒、无臭；

3、润滑性适当，分散性、耐析出性、塑化效果良好；

4、具有偶联作用，可适当

增加无机填充剂用量；

5、有改进PVC韧性与加工性作用。可减少抗冲改性剂与加工助剂用量；

6、具

有光稳定作用，适于户外使用的制品；

环氧类稳定剂通常作为辅助稳定剂。这类稳定剂与钡镉钙锌类稳定剂并用时能提高光与热的稳定性，其缺点是易渗出。作辅助稳定剂的还有多元醇，有机亚磷酸酯类能。近年来还出现了水滑石系稳定剂，水滑石类稳定剂主要特点是无毒稳定剂。

（二）抗氧剂PVC制品在加工使用过程中，因受热、紫外线的作用发生氧化，其氧化降解与产生游离基有关。主抗氧剂是链断裂终止剂或称游离基消除剂。其主要作用是与游离基结合，形成稳定的化合物，使连锁反应终止，PVC用主抗氧剂一般是双酚A。还有辅助抗氧剂或过氧化氢分解剂，PVC辅助抗氧剂为亚磷酸三苯酯与亚磷酸苯二异辛酯。主辅抗氧剂并用可发挥协同作用。

（三）紫外线吸收剂在户外使用的PVC制品，因受到它敏感波长范围的紫外线照射，PVC分子成激发态，或其化学键被破坏，引起游离基链式反应，促使PVC降解与老化。为了提高抗紫外线的能力，常加入紫外线吸收剂。PVC常用的紫外线吸收剂有三嗪-5、UV-9、

UV-326、TBS、BAD、OBS。三嗪-5效果最好，但因呈黄色使薄膜略带黄色，加入少量酞菁蓝可以改善。在PVC农膜中常用UV-9，一般用量0.2~0.5份。属水杨酸类的TBS、BAD 与OBS作用温和，与抗氧剂配合使用，会得到很好的耐老化效果。对于非透明制品，一般通过添加遮光的金红石型钛白粉来改善耐候性，这时如果再添加紫外线吸收剂，则需要很大

用量，不十分合算。

（四）螯合剂在PVC塑料稳定体系中，常加入的亚磷酸酯类不仅是辅助抗氧剂，而且也起螯合剂的作用。它能与促使PVC脱HCL的有害金属离子生成金属络和物。常用的亚磷酸酯类有亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯与亚磷酸二苯辛酯。在PVC农膜中，一般用量为0.5~1份，单独用时初期易着色，热稳定性也不好，一般与金属皂类并用四、润滑剂润滑剂的作用在于减少聚合物和设备之间的摩擦力，以及聚合物分子链之间的内摩擦。前者称为外润滑作用，后者称为内润滑作用。具有外润滑作用的如硅油、石蜡等，具有内润滑作用的如单甘酯，硬脂醇及酯类等。至于金属皂类，则二者兼有。另外需要说明的是，内外润滑的说法只是我们的一种习惯称谓，并没有明显的界限，有些润滑剂在不同的条件起不同的作用，如硬脂酸，在低温或少量的时候，能起内润滑作用，但当温度升高或用量增加时，它的外润滑作用就逐渐占优势了，还有一个特例是硬脂酸钙，它单独使用时作外润滑剂，但当它和硬铅及石蜡等并用时就成了促进塑化的内润滑剂了。

在硬质PVC塑料中，润滑剂过量会导致强度降低，也影响工艺操作。对于注射制品会产生脱皮现象，尤其是在浇口附近会产生剥层现象。对注射制品，硬脂酸和石蜡总用量一般为0.5~1份：挤出制品一般不超过1份。

在软制品配方中，润滑剂用量太多，会起霜并影响制品的强度及高频焊接和印刷性。而润滑剂太少则会粘辊，对吹塑薄膜而言，润滑剂太少会粘住口模，易使塑料在模内焦化。同时，为了改善吹膜的发粘现象，宜加入少量的内润滑剂单甘酯。生产PVC软制品时，润滑剂加入量一般小于1份。五、填充料

在PVC中加入某些无机填料作为增量剂，以降低成本，同时提高某些物理机械性能（如硬度、热变形温度、尺寸稳定性与降低收缩率），增加电绝缘性和耐燃性。近年来，将无机填料纳米化，并将它运用到塑料中成为改性剂一直是研究热点，并已经有了部分研究成果如纳米碳酸钙增韧增强PVC，这其中要解决的重要问题就是如何将纳米产品均匀分散于塑料中。

在硬质挤压成型过程中，PVC制品一般的填料为碳酸钙和硫酸钡。对注塑制品，要求有较好的流动性和韧性，一般宜用钛白粉和碳酸钙。硬质制品的填料量在10份以内对制品的性能影响不大，近年来大家为了降低成本，使劲添加填料，这对制品的性能是不利的。在软制品方面，加入适量的填料，会使薄膜具有手感很好的弹性，光面干燥而不显光亮，并有耐热压性高和永久形变小等优点。在软制品配方常用到滑石粉、硫酸钡、碳酸钙、钛白粉与陶土等填料。其中滑石粉对透明性影响较小。生产薄膜是，填料用量可达3份，多了影响性能。同时要注意填料细度，否则易形成僵块，使塑料断裂。在普通附层级电缆中主要添加碳酸钙；绝缘级电缆附层中加入煅烧陶土，可以提高塑料耐热性和电绝缘性。此外，三氧化二锑也可作为填料加入软制品中，以提高制品耐燃性。

特别提出，目前普遍钙锌稳定剂对高填充的碳酸钙会出现不同的颜色反应，主要为发红，这往往不是钙锌稳定剂稳定性不够，而应该是碳酸钙中某种杂质的影响。建议选材时，尽量选用白度好的，未加活性成分的超微细轻质碳酸钙粉作填料，则可以减轻不良反应。六、着色剂

用于PVC塑料的着色剂主要是有机颜料和无机颜料。PVC塑料对颜料的要求较高，如耐加工时高温，不受HCL影响，加工中无迁移，耐光等。常用的有：（一）红色主要是可溶性偶氮颜料、镉红无机颜料、氧化铁红颜料、酞菁红等；（二）黄色主要有铬黄、镉黄和荧光黄等；（三）兰色主要有酞菁蓝（四）绿色主要为酞菁绿；（五）白色主要用钛白粉；（六）紫色主要是塑料紫RL；（七）黑色主要是碳黑。另外，荧光增白剂用于增白，金粉、银粉用于彩色印花，珠光粉使塑料具有珍珠般散光。七、发泡剂

PVC用的发泡剂主要是ADC发泡剂和偶氮二异丁腈及无机发泡剂。另外，铅盐和镉盐也有助发泡作用，可使AC发泡剂的分解温度降到150~180℃左右。发泡剂的用量根据发泡倍率而定。八、阻燃剂

用于建材、电气、汽车、飞机的塑料，均要求有阻燃性。一般含卤素、锑、硼、磷、氮等化合物均有阻燃作用，可作阻燃剂。

硬质PVC塑料由于含氯量高，本身具有阻燃性，对于PVC电缆、装饰墙壁及塑料帏布掺入阻燃剂，可增加其耐火焰性。常用氯化石蜡、三氧化二锑（2~5份）、磷酸酯等阻燃剂。磷酸酯类和含氯增塑剂也有阻燃性。

型材的配方设计

PVC塑料型材配方设计原则

1、树脂应选择PVC-SC5树脂或PVC-SG4树脂，也就是聚合度在1200-1000的聚氯乙烯树脂。

2、须加入热稳定体系。根据生产实际要求选择，注意热稳定剂之间的协同效应和对抗效应。不同热稳定体系的特点如上表所述：

3、须加入冲击改性剂。可以选择CPE和ACR冲击改性剂。根据配方中其它组成以及挤出机塑化能力，加入量在8—12份。CPE价格较低，来源广泛；ACR耐老化能力、焊角强度高。

4、适量加入润滑系统。润滑系统可以降低加工机械负荷，使产品光滑，但过量会造成焊角强度下降。

5、加入加工改性剂可以提高塑化质量，改善制品外观。一般加入ACR加工改性剂，加入量1-2份。

6、加入填料可以降低成本，增加型材的刚性但对低温冲击强度影响较大，应选择细度较高的活性轻质碳酸钙加人，加入量在5-15份。

7、必须加入一定量的钛白以起到屏蔽紫外线的作用。钛白应选择金红石型，加入量在4-6份。必要时可以加入紫外线吸收剂UV-531、UV327等以增加型材的耐老化能力。

8、适量加入兰色和荧光增白剂，可以明显改善型材的色泽。

9、在设计配方中应尽量简化，尽量不加入液体助剂，并且根据混合工序要求(见混合问题)分批按加料顺序把配方分为I号料、Ⅱ号料、Ⅲ号料分别包装。

各类配方实例及特点

从使用的热稳定剂分类： 1、有机锡稳定剂配方

PVCSG-5 100份

硫醇锡(京锡8113) 2-3份硬脂酸钙 1-2份 ACR401 1-2份 CPE(35％) 8-10份活性轻钙 6-8份

钛白(金红石型) 4-6份 PE蜡 0．5-1份

该配方特点：无毒，粉尘污染小，型材焊接强度高。缺点：价格高，生产时有味，不能与使用铅盐稳定剂的PVC物料混合使用。 2、稀土稳定剂配方 PVC-SG5 100份稀土复合稳定剂 4-6份 ACR401 1-2份 CPE(35％) 8-10份活性轻钙 6-8份钛白(金红石型) 4-6份 PE蜡 0．2-0．5份

该配方特点：无毒，型材焊接强度较高。缺点：价格较高。 3、复合铅盐稳定剂配方1 PVC(K66-68) 100份

复合铅SMS50011FP 5份 Baerorapid 10F 1份 Baerodur EST-3 8份活性轻钙 5份钛白(金红石型) 5份

4、复合铅盐稳定剂配方 2 PVC-SG5 100份复合铅(HJ-301) 5份硬脂酸 0．3份 ACR401 2份 CPE(35％) 10份

活性轻钙 6份

钛白(金红石型) 4份

该配方特点：生产中铅污染小，加工流动性好，操作简便，价格适中。 5、铅盐稳定剂配方 PVC-SG5 100份三盐 3份二盐 1．5份硬脂酸钙 0．5份硬脂酸钡 0．5份硬脂酸铅 0．5份硬脂酸 0．5份 ACR401 2份 CPE(35％) 10份活性轻钙 8份钛白(金红石型) 4份氧化PE蜡 0．3份

石蜡 0．3份

该配方特点：成本低，稳定性好。缺点：生产中易发生铅污染，配料操作麻烦。使用的冲击改性剂有CPE和ACR两种，以上列举的均为CPE的配方，我国有许多工厂生

产CPE，价格较低。而ACR冲击改性剂在国外使用较多，特点是加工性能好，型材焊接性能好，耐老化好，价格比CPE稍高一些。下面一例为使用ACR冲击改性剂的配方： 6、ACR冲击改性剂配方 PVC(K65) 100份二盐 3份

硬脂酸钙 0．5份硬脂酸钡 0．5份硬脂酸铅 0．5份硬脂酸 0．5份 ACR K125P 0．8份 ACR K175 0．5份 ACRKM355P 6份活性轻钙 6份钛白(金红石型) 4份

PE蜡 0．2份

上列配方仅供参考，企业在确定自己生产配方时还要根据企业的设备能力，各种助剂的来源以及质量稳定情况和价格成本来确定。一旦配方确定后，不要经常改变配方，以稳定生产。配方的改变往往造成物料流动性能的变化，影响模具和挤出工艺控制。

塑料配方

塑料配方设计的基本原则 配方设计的关键为选材、搭配、用量、混合四大要素，表面看起来很简单，但其实包含了很多内在联系，要想设计出一个高性能、易加工、低价格的配方也并非易事，需要考虑的因素很多，作者积多年的配方设计经验提供如下几个方面的因素供读者参考。 1、树脂的选择 （1）树脂品种的选择 树脂要选择与改性目的性能最接近的品种，以节省加入助剂的使用量。如耐磨改性，树脂要首先考虑选择三大耐磨树脂PA、POM、UHMWPE；再如透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC。 （2）树脂牌号的选择 同一种树脂的牌号不同，其性能差别也很大，应该选择与改性目的性能最接近的牌号。如耐热改性PP，可在热变形温度100～140℃的PP牌号范围内选择，我们要选用本身耐热140℃的PP牌号，具体如大韩油化的PP-4012。 （3）树脂流动性的选择 配方中各种塑化材料的粘度要接近，以保证加工流动性。对于粘度相差悬殊的材料，要加过渡料，以减小粘度梯度。如PA66增韧、阻燃配方中常加入PA6作为过渡料，PA6增韧、阻燃配方中常加入HDPE作为过渡料。 不同加工方法要求流动性不同。 不同品种的塑料具有不同的流动性。由此将塑料分成高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料，具体如下： 高流动性塑料——PS、HIPS、ABS、PE、PP、PA等。 低流动性塑料——PC、MPPO、PPS等。 不流动性塑料——聚四氟乙烯、UHMWPE、PPO等。 同一品种塑料也具有不同的流动性，主要原因为分子量、分子链分布的不同，所以同一种原料分为不同的牌号。不同的加工方法所需用的流动性不同，所以牌号分为注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。 不同改性目的要求流动性不同，如高填充要求流动性好，如磁性塑料、填充目料、无卤阻燃电缆料等。

PVC塑料配方的设计方案

PVC塑料配方的设计方案 纯的聚氯乙烯（PVC）树脂属于一类强极性聚合物，其分子间作用力较大，从而导致了PVC软化温度和熔融温度较高，一般需要160~210℃才能加工。另外PVC分子内含有的取代氯基容易导致PVC树脂脱氯化氢反应，从而引起PVC的降解反应，所以PVC对热极不稳定，温度升高会大大促进PVC脱HCL反应，纯PVC在120℃时就开始脱HCL 反应，从而导致了PVC降解。 鉴于上述两个方面的缺陷， PVC在加工中需要加入助剂，以便能够制得各种满足人们需要的软、硬、透明、电绝缘良好、发泡等制品。在选择助剂的品种和用量时，必须全面考虑各方面的因素，如物理—化学性能、流动性能、成型性能，最终确立理想的配方。 另外，根据不同的用途和加工途径，我们也需要对树脂的型号做出选择。不同型号的PVC树脂和各种助剂的配搭组合方式，就是我们常说的PVC配方设计了。那具体怎样进行具体的配方设计呢？下面将通过对各原辅料的选择加以阐述的方式加以说明，希望能对大家有所裨益。 一、树脂的选择 工业上常用粘度或K值表示平均分子量（或平均聚合度）。树脂的分子量和制品的物理机械性能有关。分子量越高，制品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越高，但树脂熔体的流动性与可塑性下降。 同时，合成工艺不同，导致了树脂的形态也有差异，我们常见的是悬浮法生产的疏松型树脂，俗称SG树脂，其组织疏松，表面形状不规则，断面输送多孔呈网状。因此，SG型树脂吸收增塑剂快，塑化速度快。悬浮法树脂的主要用途见下表。乳液法树脂宜作PVC糊，生产人造革。 悬浮法PVC树脂型号及主要用途 型号级别主要用途

SG1 一级A 高级电绝缘材料 SG2 一级A 电绝缘材料、薄膜 一级B、二级一般软制品 SG3 一级A 电绝缘材料、农用薄膜、人造革表面膜 一级B、二级全塑凉鞋 SG4 一级A 工业和民用薄膜 一级B、二级软管、人造革、高强度管材 SG5 一级A 透明制品 一级B、二级硬管、硬片、单丝、导管、型材 SG6 一级A 唱片、透明片 一级B、二级硬板、焊条、纤维 SGG7 一级A 瓶子、透明片 一级B、二级硬质注塑管件、过氯乙烯树脂 二、增塑剂体系 增塑剂的加入，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。 增塑剂在10份以下时对机械强度的影响不明显，当加5份左右的增塑剂时，机械强度反而最高，是所谓反增塑现象。一般认为，反增塑现象是加入少量增塑剂后，大分子链活动能力增大，使分子有序化产生微晶的效应。加少量的增塑剂的硬制品，其冲击强度反而比没有加时小，但加大到一定剂量后，其冲击强度就随用量的增大而增大，满足普适规律了。

塑料配方设计要点

塑料配方设计要点 塑料配方设计的关键为选材、搭配、用量、混合四大要素，表面看起来很简单，其实包含了很多内在联系，要想设计出一个高性能、易加工、低成本的配方也并非易事，要考虑的因素很多，下面将介绍配方设计的基本原则。 1、树脂的选择 （1）树脂品种的选择树脂要选择与改性目的最接近的品种，以节省加入助剂的使用量。 如耐磨改性，树脂要首先考虑选择三大耐磨树脂PA、POM、UHMWPE。 如透明改性，树脂要首先考虑选择三大透明树脂PS、PMMA、PC。 如改善冲击韧性，树脂可首先选择HDPE；改善断裂伸长率，树脂可首先选择LDPE。改善成型加工性能，可首先选择PS、PA。 （2）树脂牌号的选择同一种树脂的牌号不同，其性能差别也很大，应该选择与改性目的性能最接近的牌号。如耐热改性PP，可在热变形温度100～140℃的PP牌号范围内选择，如大韩油化的PP-4012， （3）树脂流动性的选择 ①配方中各种塑化材料的粘度要接近，以保证加工流动性。对于粘度相差悬殊的材料，要加过渡料，以减少粘度梯度。如PA6增韧、阻燃配方中常加入HDPE作为过渡料。 ②不同加工方法要求流动性不同 不同品种的塑料具有不同的流动性，按此将塑料分为高流动性塑料、低流动性塑料和不流动性塑料，具体如下所述。 高流动性塑料——PA、PP、PE、PS、ABS、HIPS等。 低流动性塑料——PC、PVC、MPPO、PPS等。 不流动性塑料——PTFE、UHMWPE、PPO等。 同一品种塑料也具有不同的流动性，主要原因为分子量、分子链分布的不同，所以同一种原料分为不同的牌号，如注塑级、挤出级、吹塑级、压延级等。 ③不同改性目的要求流动性不同，如高填充要求流动性好，如磁性塑料、无卤阻燃电缆料等。 （4）树脂对助剂的选择性 ①如PPS不能加入含铅和含铜助剂，否则会引起铅、铜污染。 ② PC的阻燃改性中不能加入三氧化二锑，否则会导致PC解聚。 ③助剂的酸碱性，应与树脂的酸碱性一致，否则会引起两者的反应。 2、助剂的选择 （1）加入的助剂应能充分发挥其功效，并达到规定指标。规定指标一般为国家标准、国际标准，或客户提出的性能要求。助剂的具体选择范围如下。 ①增韧选弹性体，热塑性弹性体如：MBS、SBS、CPE、POE、EPDM、EV A、TPU、ACR等，刚性增韧材料如纳米CaCO3。 ②增强选玻璃纤维、碳纤维、晶须和有机纤维。 ③阻燃溴类，如：十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A、六溴环十二烷等。磷类，如：磷酸一铵、磷酸二铵、红磷、芳基磷酸酯类等。水合金属氢氧化物类，如：氢氧化铝、氢氧化镁。 ④导电碳类（炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管）、金属纤维、金属氧化物。 ⑤耐热玻璃纤维、无机填料。 ⑥耐磨PTFE、石墨、二硫化钼。 ⑦绝缘煅烧高岭土。 （2）助剂对树脂具有选择性 ①红磷阻燃剂对PA、PBT、PET有效。 ②氮系阻燃剂对含氧类有效，如PA、PBT、PET等。 ③成核剂对共聚聚丙烯效果好。 ④玻璃纤维耐热改性对结晶性塑料效果好，对非结晶性塑料效果差。

Pvc生产工艺设计以和流程

Pvc生产工艺以及流程 其中SG-1型用生产高级电绝缘材料，SG-2型用于生产电绝缘材料、一般软制品和薄膜，SG-3型用于生产电绝缘材料、农用薄膜、日用塑料制品,SG-4型用于生产工业与民用微膜、软管、高强度管材，SG-5型用于生产透明制品、型材、硬管、装饰材料、生活日用品等，SG-6型用于生产透明片、硬板、焊条,SG-7型、SG-8型用于生产透明片、硬质注塑管件。依据的质量标准为GB/T5761-1993。 聚氯乙烯树脂质量标准GB/T5761-1993

电石制乙烯，乙烯制pvc（某塑料），烧碱吸收氯碱工业的尾气 聚氯乙烯简称PVC，是我国重要的有机合成材料，广泛用于工业、建筑、农业、日用生活、包装、电力、公用事业等领域。我国是全球最大的PVC生产和消费国。 根据生产方法的不同，PVC可分为通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口(EDC、VCM)单体法，习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法。我国国内聚氯乙烯总产能的75%采用以煤化工为基础的电石法装置。中国电石法聚氯乙烯装置的总能力已经占全球聚氯乙烯装置总能力的25%甚至更高。 电石法以煤炭为上游原料，烟煤在隔绝空气的条件下，经过高温干馏生成焦炭。焦炭和石灰石（CaCO3）反应生成电石（CaC2），电石遇水，就生成了乙炔。乙炔和氯化氢发生加成反应就生成氯乙烯，氯乙烯聚合生成聚氯乙烯。 PVC生产过程中的关键一步是原盐水解生成氯气和烧碱（NaOH）。氯气进一步制成次氯酸钠、聚氯乙烯、甲烷氯化物等氯产品，其作用自不待言。烧碱在工业生产中也有广泛的应用，使用最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业等等。鉴于氯和烧碱在这些行业中的巨大作用，工业上就将与这两种化学品相关的产业称作烧碱产业。 烧碱项目出来的产品主要是：氯气、氢气和烧碱，烧碱是主要出售的产品，而氯气和氢气则不好出售，所以需要PVC来平衡，正好PVC生产需要氯气和氢气来生产氯化氢气体，所以……HCl需要烧碱项目提供，所以要上烧碱项目，离子膜法是当前生产烧碱最先进最流行的方法，是因果关系 企业要考虑化工产品的平衡，前面的产品后面要有消耗的，聚氯乙烯生产需要消耗氯气，而较之其他的像氯化石蜡项目等量要大，而且利润上要差好多。烧碱项目产生的氯气就是被PVC消耗掉，烧碱只是单独的一个产品，有的做液碱销售，也有的要蒸发成固碱 PVC的生产主要有两种制备工艺，一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐；二是乙烯法，主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主，截至到2007年12月，电石法约占我国PVC总产能的70％以上。 在PVC生产成本这部分，影响价格的主要因素应该考虑煤炭、焦炭、电力、电石、原油、乙烯、VCM等价格成本，另外，原盐的价格也会通过氯的价值传导对PVC 的价格进行一定程度的影响。 原盐的主要消费领域就是氯碱产品的生产。原盐电解后产生的氯部分用于生产PVC 和其他氯产品，钠部分用于生产纯碱和烧碱。 根据应用范围不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC 树脂。 根据氯乙烯单体的聚合方法，聚氯乙烯的获得又有悬浮法、乳液法、本体法和溶液法

浅谈聚合物配方设计

“十一五”期间，改性塑料行业的发展重点是通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化，这两点目前在塑料改性行业里得到了各界同仁的一致认可。如何实现通用塑料的工程化和工程塑料的高性能化呢？这就需要塑料改性技术的创新，塑料技术创新中一个最重要的课题之一就是配方创新。配方创新和配方的设计是密不可分的，如何开发一个新产品，如何设计一个新配方，相信每个塑料改性企业和塑料改性技术人员都十分关心。本人多年在一线从事科研工作，我愿意结合自己的设计配方的经验和心得，同大家探讨和分享。 要设计一个好的塑料改性配方，成为一个真正的优秀技术人员，必须要有扎实的基本功。有了扎实的基本功，才能够进行技术创新。因此我在这里首先浅谈一下配方设计需要具备哪些基本功，供大家参考，不足请指正。 熟悉各种基础树脂的物性、用途以及相关背景 每种基础树脂都有其各自的特点，你只有熟悉它，了解它，才能用好它。这需要长期的基础学习和实践才能做到。在不同的配方里，根据不同的性能指标的要求，选择不同的基础树脂十分重要。这是在配方设计中的基础，譬如盖一栋房子，基础树脂就像是它的基石。因此，要想成功的设计一个配方，必须熟悉各种基础树脂的物性、用途以及相关背景。 （一）、熟悉各种基础树脂的物性 既然是熟悉，就不是一般的简单的了解，要求全面细致，以下举例说明： 例1：聚乙烯类塑料 聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物，英文名简称PE。PE的合成原料来自石油，自1965年以来一直高居世界树脂产量第一位。目前，聚乙烯的主要品种有：低密度聚乙烯（LDPE），高密度聚乙烯（HDPE），线性低密度聚乙烯（LLDPE），（超）高分子量聚乙烯（UHMWPE），金属聚乙烯（m-PE） 还有其改性品种： 乙烯—乙酸乙烯酯（EVA）氯化聚乙烯（CPE）。 1、聚乙烯类塑料的结构性能 PE为线性聚合物，属于高分子长链脂肪烃；分子对称无极性，分子间作用力小，力学性能不高、电绝缘性好、熔点低、印刷性不好。PE的结构规整，线性度高，因而易于结晶。结晶度从高到低排序：HDPE，LLDPE，LDPE。随结晶度的提高，PE制品的密度、刚性、硬度和强度等性能提高，但冲击性能下降。 （1） 一般性能：PE树脂为无味、无毒的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡的手感；吸水率低，小于0.01%。PE膜透明，透明度随结晶度提高而下降。PE膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。PE易燃，氧指数仅为17.4%，燃烧时低烟，有少量熔融滴落，火焰上黄下蓝，有石蜡气味。 PE的耐水性较好,制品表面无极性，难以粘合和印刷，须经表面处理才可改善。 （2）力学性能：PE的力学性能一般，其拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性能较好。PE的耐环境应力开裂性不好，但随分子量增大而改善。PE耐穿刺性好，并以LLDPE最好。 （3）热学性能：PE的耐热性不高，随分子量和结晶度的提高而改善。PE的耐低温性好，脆化温度一般可达-50℃以下；随分子量的增大，最低可达-140℃。PE的线膨胀系在塑料中属较大的。PE的热导率属塑料中较高的。 （4）电学性能：PE无极性，因此电性能十分优异。介电损耗很低，且随温度和频率变化极小。PE是少数耐电晕性好的塑料品种，介电强度又高，因而可用做高压绝缘材料。 （5） 环境性能：PE具有良好的化学稳定性。在常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，具

聚氯乙烯(PVC)-的生产工艺和基础知识

聚氯乙烯(PVC)-的生产工艺和基础知识

PVC的生产工艺 聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。 有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占PVC总产量的80％左右。 单体的来源：乙烯法、石油法和电石法。 我国的方法：主要还是电石法。 树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。 （1）悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时

于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。 （3）本体聚合法聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达85％～90％，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产成本也较低。 PVC发明小故事 一些德国企业认为乙炔气是一个很大的市场，就投资制造了大量的乙炔气。可就在大量的乙炔被生产出来时，新型发电机被发明了。随之而来的是电价的大幅度下降，从此再没有人用乙炔气灯了。这样一来，大量的乙炔气就没用了。PVC的发明过程很有意思。这要从100多年前

的德国说起——当时电的价格很贵，照明用灯是一般是用乙炔气为燃料的。 为了利用这些乙炔气，在1912年的时候，有一个叫Fritz Klatte的德国化学家，将乙炔与盐酸反应得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在实验室的架子上，过了一段时间，发现氯乙烯聚合了。聚氯乙烯就这样被发明了。 遗憾的是，当时他并不知道聚氯乙烯有什么用处，虽然他所在的公司(Greisheim Electron)将聚氯乙烯这种材料在德国申请了专利，但直到1925年专利过期，他们也没有想出聚氯乙烯有什么用途。然而就在一年后，即1926年，美国化学家，Waldo Semon，又一次独立地发明了聚氯乙烯，而且发现这种材料具有优良隔水性能，非常适合做浴帘。 于是，Semon和他所在的B.F.Goodrich公司将聚氯乙烯在美国申请了专利，就这样PVC 开始被大量生产应用。

Pvc生产工艺以及流程

300.400.42 2.0904025- 5×10-3 300.400.42 2.0904025-5×10-3 Pvc生产工艺以及流程 其中SG-1型用生产高级电绝缘材料，SG-2型用于生产电绝缘材料、一般软制品和薄膜，SG-3型用于生产电绝缘材料、农用薄膜、日用塑料制品,SG-4型用于生产工业与民用微膜、软管、高强度管材，SG-5型用于生产透明制品、型材、硬管、装饰材料、生活日用品等，SG-6型用于生产透明片、硬板、焊条,SG-7型、SG-8型用于生产透明片、硬质注塑管件。依据的质量标准为GB/T5761-1993。 聚氯乙烯树脂质量标准GB/T5761-1993 项目\指标\级别\型号 粘数, ml/g(或K值) (或平均聚合 数) 挥发 杂质物 粒子(包 数,个括水) ≤含量, %≤ 表观 密度, g/ml≥ 筛余物%白度 "鱼眼"100g树(160 0.063数个/脂的增°C,水萃取 0.25 mm400塑剂吸10min液电导 mm 筛孔cm2收量,g后),率,s/m≤ 筛孔≤ ≥≤≥% ≥ 残留 氯乙 烯含 量, ppm ≤ 优等品160.300.45 2.0902027748 156-144 SG1一等品10 (77-75) 合格品900.500.408.090-----优等品160.300.45 2.0902027748 143-136 SG2一等品10 (74-73) 合格品900.500.408.080----- 优等品SG3一等品135-127 (70-69) 160.300.45 2.0902026748 300.400.42 2.0904025- 5×10-3 10 合格品[1350-1250]900.500.408.080-----优等品126-119160.300.45 2.0902023748 SG4一等品(72-71)300.400.42 2.0904022--10合格品[1250-1150]900.500.408.080----优等品118-107160.400.45 2.0902020-748 SG5一等品(68-66)300.400.42 2.0904019--10合格品[1100-1000]900.500.408.080----优等品106-96160.400.48 2.0902018748 SG6一等品(65-63)300.400.45 2.0904016--10合格品[950-850]900.500.408.080----优等品95-87200.400.48 2.0903016708 SG7一等品(62-60)400.400.45 2.0905014--10合格品[850-750]1000.500.408.080----优等品86-73200.400.48 2.0903014708 SG8一等品(59-55)400.400.45 2.0905014--10合格品[750-650]1000.500.408.080---- 电石制乙烯，乙烯制pvc（某塑料），烧碱吸收氯碱工业的尾气

-PVC胶粒生产基础知识

PVC胶粒生产基础知识-概述 PVC为聚氯乙烯（polyvinyl choride）的英文宿写，它是由氯乙烯单体聚合而成的一种高分子化合物。聚氯乙烯塑料是目前使用最广泛的用塑料之一，其产品种类繁多，性能各异；因而相应的生产加工方式也就多种多样，如压延成型、挤出成型、注射成型、模塑成型等。加工方式不同，生产工艺和技术也就千差万别。电线电缆用PVC胶料主要是通过挤出成型方式的，下面我就同大家一起来探讨一下PVC胶粒生产方面的一些基础知识。 PVC胶粒是由PVC树脂加上增塑剂、稳定剂、填充剂等多种助剂经混合、混炼，然后押出造粒而成。在胶料生产中，影响产品品质及生产效率的因素主要有五个：即设备、原材料、配方、配色、和生产工艺。选用不同的生产设备，具体的生产流程就会的一定的差别。 PVC胶粒生产基础知识-生产流程 1、水冷生产流程： PVC粉、增塑剂、安定剂、填充剂、其它助剂（计量、输送）→高速混合机（混合、混炼）→泠却混合机（冷却）→挤出机（ 挤出）→切粒机（切粒）→风冷输送装置（冷却/分离）→储料桶→计量、包装 2、风冷生产流程：

PVC粉、增塑剂、安定剂、填充剂、其它助剂（计量、输送）→高速混合机（混合、混炼）→泠却混合机（冷却）→挤出机（挤出）→水槽（冷却）→除湿装置（除湿）→ 切粒机（切粒）→风送（干燥）料桶→计量、包装 PVC造粒生产线主要包括三大部分：即计量供料设备，混合储料设备以及押出造粒设备。 一、计量供料设备包括PVC粉、碳酸钙等粉体原材料料仓，增塑剂、液体安定剂贮罐，输送装置，计量仪器等。计量供料系统有自动和人工之分，自动计量系统则PVC粉、增塑剂、碳酸钙甚至粉体安定剂均以自动仪器计量，生产时只需将配方输入控制盘，设定好相关程序，即可完成从计量到混合的操作，半自动或人工计量则原材料部分或全部由人工称量再加入混 合机。自动计量供料系统采用全封闭操作，因此生产操作简单，现场环境较好，不过由于仪器系统复杂，精确度要求高，因而对使用环境要求高，维护较麻烦，一旦维护不好则容易失控甚至瘫痪。因此目前胶料厂大多采用半自动系统，即增塑剂自动计量和输送，其它原材料采用人工计量。 二、混合储料设备，一般包括高速混合机和冷却混合机两部分，高速混合机和泠拌机根据混合缸容积大小有很多规格，一般胶料厂常采用300L/800L和500L/1000L组合，打样则多采用50L小混合机，高速混合机与冷缸之间以及冷缸与押出机料斗之间均以料筒连接。

广东工业大学塑料材料与配方设计试卷 2011年

三、判断题(20分) 1、将HDPE进行交联可以抑制其环境应力开裂问题（） 2、PP具有优良的抗弯曲疲劳性和抗老化能力。（） 3、相比PET，PBT具有更好的结晶性能和成型加工性能。（） 4、在ABS中引入PC，可提高ABS的耐热性。（） 5、PA7的熔点比PA6和PA8的熔点高。（） 6、脲醛树脂坚硬耐刮伤而且长期使用不变色，但它的耐水和耐热性不如酚醛树脂。（） 7、热塑性酚醛树脂在固化时必须加入六次甲基四胺。（） 8、具有氢氧化物分解作用的抗氧化剂为主抗氧剂。（） 9、依靠气化或升华作用产生大量气体而起发泡作用的发泡剂为物理发泡剂。（） 10、内润滑剂可减少塑料熔融加工时树脂大分子之间的摩擦，降低熔体粘度。（） 四、简答题（26分） 1、从分子结构上分析，LDPE、HDPE、LLDPE的区别，分子结构对它们的性能有什么影响。（8分） 2、MP型和P型尼龙在形成氢键方面有什么规律？PC分子链是刚性链为什么具有优异的冲击韧性？均聚甲醛与共聚甲醛的区别是什么？（12分） 3、已知一种PVC制品需要加入DOP40份，现需要阻燃，耐低温，降低成本，将部分DOP采用15份氯化石蜡（增塑效率1.8）、5份DOS（增塑效率0.93）、15份DBP（增塑效率0.81）替代，DOP 实际加入量为多少？（6分） 五、综合分析题（16分） PVC基木塑复合材料作为天然木材的替代品在建筑、装饰装潢等领域具有良好的应用前景，假如你作为一名工程师，现要开发一种可用于户外的白色PVC基木塑复合材料，要求材料具有优良的冲击性能，良好的抗老化能力以及良好的成型加工性能，试从下面助剂中选用合适的助剂，并解释原因。 碳酸钙、DOP、氯化石蜡、1076、168、MAH-g-PP、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、CPE、ACR冲击改性剂、ACR加工改性剂、MBS、炭黑、UV9、三盐、稀土、硬脂酸钡、 硬脂酸锌、有机锡、玻璃纤维、滑石粉、硬脂酸、MAH-g-POE、PE蜡、钛白粉

聚氯乙烯(pvc)的生产工艺和基础知识

PVC的生产工艺 聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。 有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占PVC总产量的80％左右。 单体的来源：乙烯法、石油法和电石法。 我国的方法：主要还是电石法。 树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。 （1）悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。 （2）乳液聚合法最早的工业生产 PVC的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原”引发体系，聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。

聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状，乳液粒径～2μm，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。 （3）本体聚合法聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达85％～90％，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产成本也较低。 PVC发明小故事 一些德国企业认为乙炔气是一个很大的市场，就投资制造了大量的乙炔气。可就在大量的乙炔被生产出来时，新型发电机被发明了。随之而来的是电价的大幅度下降，从此再没有人用乙炔气灯了。这样一来，大量的乙炔气就没用了。 PVC的发明过程很有意思。这要从100多年前的德国说起——当时电的价格很贵，照明用灯是一般是用乙炔气为燃料的。 为了利用这些乙炔气，在1912年的时候，有一个叫Fritz Klatte的德国化学家，将乙炔与盐酸反应得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在实验室的架子上，过了一段时间，发现氯乙烯聚合了。聚氯乙烯就这样被发明了。 遗憾的是，当时他并不知道聚氯乙烯有什么用处，虽然他所在的公司(Greisheim Electron)将聚氯乙烯这种材料在德国申请了专利，但直到1925年专利过期，他们也没有想出聚氯乙烯有什么用途。然而就在一年后，即1926年，美国化学家，Waldo Semon，又一次独立地发明了聚氯乙烯，而且发现这种材料具有优良隔水性能，非常适合做浴帘。

PVC胶粒生产基础知识

PVC为聚氯乙烯（polyvinyl choride）的英文宿写，它是由氯乙烯单体聚合而成的一种高分子化合物。聚氯乙烯塑料是目前使用最广泛的用塑料之一，其产品种类繁多，性能各异；困而相应的生产加工方式也就多种多样，如压延成型、挤出成型、注射成型、模塑成型等。加工方式不同，生产工艺和技术也就千差万别。电线电缆用PVC胶料主要是通过挤出成型方式的，下面我就同大家一起来探讨一下PVC 胶粒生产方面的一些基础知识。 PVC胶粒是由PVC树脂加上增塑剂、稳定剂、填充剂等多种助剂经混合、混炼，然后押出造粒而成。在胶料生产中，影响产品品质及生产效率的因素主要有五个：即设备、原材料、配方、配色、和生产工艺。选用不同的生产设备，具体的生产流程就会的一定的差别。 一、胶料生产流程

2 二、胶粒生产设备胶粒生产设备 PVC 造粒生产线主要包括三大部分：即计量供料设备，混合储料设备以及押出造粒设备。 1．计量供料设备包括PVC 粉、碳酸钙等粉体原材料料仓，增塑剂、液体安定剂贮罐，输送装置，计量仪器等。计量供料系统有自动和人工之分，自动计量系统则PVC 粉、增塑剂、碳酸钙甚至粉体安定剂均以自动仪器计量，生产时只需将配方输入控制盘，设定好相关程序，即可完成从计量到混合的操作，半自动或人工计量则原材料部分或全部由人工称量再加入混合机。自动计量供料系统采用全封闭操作，因此生产操作简单，现场环境较好，不过由于仪器系统复杂，精确度要求高，因而对使用环境要求高，维护较麻烦，一旦维护不好则容易失控甚至瘫痪。因此目前胶料厂大多采用半自动系统，即增塑剂自动计量和输送，其它原材料采用人工计量。 2．混合储料设备，一般包括高速混合机和冷却混合机两部分，高速混合机和泠拌机根据混合缸容积大小有很多规格，一般胶料厂常采用300L/800L 和500L/1000L 组合，打样则多采用50L 小混合机，高速混合机与冷缸之间以及冷缸与押出机料斗之间均以料筒连接。 3．押出造粒设备主要有挤出机和切粒机两部分，挤出机又有单螺 杆挤出机和双螺杆挤出机两大类。挤出机的加工性能主要由螺杆直

PVC配方设计

PVC塑料配方的设计 纯的聚氯乙烯（PVC）树脂属于一类强极性聚合物，其分子间作用力较大，从而导致了PVC 软化温度和熔融温度较高，一般需要160~210℃才能加工。另外PVC分子内含有的取代氯基容易导致PVC树脂脱氯化氢反应，从而引起PVC的降解反应，所以PVC对热极不稳定，温度升高会大大促进PVC脱HCL反应，纯PVC在120℃时就开始脱HCL反应，从而导致了PVC 降解。鉴于上述两个方面的缺陷， PVC在加工中需要加入助剂，以便能够制得各种满足人们需要的软、硬、透明、电绝缘良好、发泡等制品。在选择助剂的品种和用量时，必须全面考虑各方面的因素，如物理—化学性能、流动性能、成型性能，最终确立理想的配方。另外，根据不同的用途和加工途径，我们也需要对树脂的型号做出选择。不同型号的PVC 树脂和各种助剂的配搭组合方式，就是我们常说的PVC配方设计了。那具体怎样进行具体的配方设计呢？下面将通过对各原辅料的选择加以阐述的方式加以说明，希望能对大家有所裨益。 一、树脂的选择 工业上常用粘度或K值表示平均分子量（或平均聚合度）。树脂的分子量和制品的物理机械性能有关。分子量越高，制品的拉伸强度、冲击强度、弹性模量越高，但树脂熔体的流动性与可塑性下降。同时，合成工艺不同，导致了树脂的形态也有差异，我们常见的是悬浮法生产的疏松型树脂，俗称SG树脂，其组织疏松，表面形状不规则，断面输送多孔呈网状。因此，SG型树脂吸收增塑剂快，塑化速度快。悬浮法树脂的主要用途见下表。乳液法树脂宜作PVC糊，生产人造革。 悬浮法PVC树脂型号及主要用途 型号级别主要用途 SG1 一级A 高级电绝缘材料 SG2 一级A 电绝缘材料、薄膜 一级B、二级一般软制品 SG3 一级A 电绝缘材料、农用薄膜、人造革表面膜 一级B、二级全塑凉鞋 SG4 一级A 工业和民用薄膜 一级B、二级软管、人造革、高强度管材 SG5 一级A 透明制品 一级B、二级硬管、硬片、单丝、导管、型材 SG6 一级A 唱片、透明片 一级B、二级硬板、焊条、纤维 SGG7 一级A 瓶子、透明片 一级B、二级硬质注塑管件、过氯乙烯树脂 二、增塑剂体系 增塑剂的加入，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低，增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。

PVC聚氯乙烯的生产工艺及成本分析

PVC聚氯乙烯的生产工艺及成本分析 1．生产工艺 PVC的生产主要有两种制备工艺，一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐；二是乙烯法，主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主，截至到2007年12月，电石法约占我国PVC总产能的70%以上。 值得注意的是，在电石法制备PVC中，原盐电解后氯化氢用于生产PVC，剩余的钠部分用于生产烧碱，所以，氯、碱实际上存在共生关系，氯碱平衡也是整个行业发展过程中不得不考虑的重要因素。 2．成本分析 从生产成本角度分析，两种工艺在不同经济发展周期，成本差别较大。通常情况下，在国际宏观经济高速发展阶段，由于油价较高，乙烯法生产成本较高，电石法成本优势明显；而一旦国际经济进入衰退，油价将在低位运行，电石法由于能耗较高，煤电油运等价格有支撑，成本优势消失。自2003年以来，国际油价大幅攀升，使乙烯法PVC成本增加，而电石法生产则受此影响较小，从而导致国内电石法PVC生产装置建设的新一轮热潮，使电石法PVC产能急剧扩大，对乙烯法PVC生产形成了极大挑战，许多乙烯法企业处于亏损边缘。但随着2008年5月之后原油价格的持续下调，乙烯法的成本优势明显，电石法生产厂家微利运行，甚或难以为继。 电石法成本构成主要由电石费用、氯化氢费用和水电费构成。国家标准规定：生产1吨PVC消耗电石1.45～1.5吨，（一般以1.45计算，但一般实际生产过程中消耗会高于这个比例，只有少数能达到标准），消耗氯化氢气体0.75～0.85吨（一般以0.76计），每吨耗电量约450～500kw?h，另有其它项目开支，如包装费、引发剂、分散剂、水费、管理人员费用等因生产厂家和生产规模的不同而不尽相同。总体来讲，电石法的成本构成分配比例约为：电石占65～70%，氯化氢占15%，电力占6%，其他制造费用占6%。电石法的一个显著特点为耗电较高，不但在生产PVC时要耗费电力，由焦炭制备电石也要消耗大量的电，如生产1吨电石约需消耗3450 kw?h的电、0.6吨的焦炭和0.9吨的石灰石。 乙烯法成本的主要因素有乙烯消耗量、氯气消耗、耗电量、加工助剂、管理人工费用等。乙烯法每生产1吨PVC要消耗乙烯0.5吨，消耗氯气0.65吨，两者约占成本的60%左右。在原料成本中乙烯成本占了主要部分，乙烯价格对聚氯乙烯的成本有较大影响。虽然乙烯法耗能量较电石法低，但其设备投资却十分巨大，因此设备折旧在成本中所占比重较大。而设备投资是固定的，因此乙烯、氯乙烯价格的变化是聚氯乙烯树脂价格变动的主要因素。

塑料添加剂及配方设计

塑料添加剂及配方设计 塑料是以聚合物为主体的多相复合体系，很少用纯聚合物制造产品，大多要加添加剂。 满足性能上的要求 添加添加剂的目的满足成型加工上的要求 满足经济上的要求 配方技术：对一个高分子材料，添加配合剂 加什么？ 加多少？如何加？ 添加剂的分类 各种添加剂在高分子材料中的功能不一 功能添加剂类别 加工性能增塑剂、润滑剂、热稳定剂、加工助剂 力学性能增塑剂、补强剂、增韧剂、固化剂 老化性能抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂 降低成本填充剂、增容剂 其他性能发泡剂、阻燃剂、偶联剂、抗静电 第一节稳定剂（防老剂） 因高聚物分子结构的特殊性，老化是高聚物的必然规律。 在使用过程中O2、光（橡胶、塑料） 老化受外界因素热、热氧（PVC、PP）影响 在成型加工中微生物 分子结构变化：降解、交联、接上基团（微观） 高分子材料发生 使用性能变化：强度下降、变色、发粘（宏观） 为防止或抑制由老化引起的破坏作用，可采用 加稳定剂（此为主要方法） 改性方法 共聚改性，对活泼端基作消活处理 热稳定剂：对热敏性塑料（PVC） 防老剂：针对橡胶 稳定剂（防老剂）抗氧剂 热氧稳定剂：针对塑料 光稳定剂：紫外线吸收剂、光屏蔽剂 一、热稳定剂 主要针对PVC、氯醚橡胶（聚环氧氯丙烷）、POM等，但机理不同。 1、不稳定机理 主要是聚合物本身，即分子结构。 一般主链上C—C 键键能受侧链取代基和原子的影响：分布规则且极性大的取代基能增加主链C—C键键能，提高聚合物稳定性；而不规整的取代基降低聚合物的稳定性。例：聚氯乙烯(PVC)

H H （ C C ）n H Cl 虽然—Cl 极性强，但PVC 主链上不对称的氯原子易与相邻的氢原子发生脱HCl 反应，并且双键旁的C —Cl 键受到活化，更易脱HCl 。 影响PVC 热稳定性的因素有： (1) T ：随着温度升高，PVC 树脂的热降解大大加速。 (2) O2：氧加速了PVC 树脂的热降解 (3) 光：加速了PVC 树脂的热降解。 (4) 分子量： 随PVC 树脂型号增高（即相对分子质量变 小），热稳定性变差。 (5) HCl ：脱出的HCl 会加速PVC 的降解（自催化现象）。 2、稳定机理 PVC 的热稳定机理相当复杂。有如下机理： （1）去除聚合物降解后产生的活性中心——抑制聚合物进一步降解。 活性中心：降解后聚合物分子结构的某一部分有化学活性，能使其本身或导致其他聚合物发生降解，则该部分结构称为活性中心。 ①聚合物降解后析出的自由基（活性中心），可加有机锡 Sn OCOCH CH 2 CH CH 2 C 4H 923 2 OCOCH 3 2 CH 2 CH CH 2 C 4H 9Sn C 4H 9 二丁基二醋酸锡 较稳定的自由 基 ②活性中心是不稳定的氯原子 加金属皂类和金属硫醇盐类，以稳定的化学基团置换不稳定的氯原子。 Me OCOR 2 C CI MeCI OCOR C OCOR C CI Me SR 2 H CH CH 2 MeCI SR CH CH 2 H C SR 其他金属化合物、胺类、亚磷酸酯类也有此作用，金属皂类（硬脂酸盐类）用的最多。 （2）对双键结构起加成作用 PVC 降解后，往往会出现共轭形式排列的多烯结构，进而在外界条件的影响下，通常会成为降解中心。 因为双键能够移动聚合物吸收光线的波长范围，从而使聚合物显出各种颜色。所

塑料材料与配方设计实验指导书

《塑料材料与配方设计》 实验指导书 雷彩红董智贤 广东工业大学材料与能源学院 二0一0年2月印刷

1、高分子材料的定性鉴别与分析 2、不同无机填料改性聚丙烯的研究 3、不同稳定剂对PVC稳定加工性能的影响 4、聚丙烯热老化行为研究 5、工程塑料注射成型实验 6、不同加工条件对PP加工性能的影响 7、硬聚氯乙烯的成型加工实验

实验指导书（普通实验） 实验项目名称：高分子材料的定性鉴别与分析 实验项目性质：普通 所属课程名称：塑料材料与配方设计 实验计划学时：2 一、实验目的： 1. 了解各种通用塑料和工程塑料的外观特点。 2. 掌握各种通用和工程塑料的燃烧特点。 3.采用燃烧方法鉴别各种通用塑料和工程塑料。 4. 锻炼学生观察现象、正确记录数据和处理数据、分析实验结果的能力，培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和作风。 二、实验内容和要求 实验内容： 各种通用和工程塑料各有不同的外观，有些塑料如PP、PE 是结晶性塑料，外观不透明；有些塑料如PC、PMMA、PS为无定

形塑料，外观透明；有些塑料如PE、PP、PS、ABS等为粒料；有些塑料如PVC为粉末形状。此外，各种塑料也呈现出不同的燃烧特点，有些塑料如PVC、PTFE难燃；有些塑料如PE、PP易燃。燃烧过程中有些塑料出现熔融、滴落现象。本实验欲以各种通用和工程塑料为例，使学生掌握从外观以及燃烧特性角度出发来辨别各种塑料，将在《塑料材料与配方设计》这门课程中所学的知识进行融会贯通。 实验要求： 学生实验和教师讲座相结合，教师讲解与自学相结合、全班讲授与个别辅导相结合。要求学生熟练掌握各种塑料的外观和燃烧特性，了解实验注意事项，分实验小组协作完成整个实验，包括观察各种塑料的外观和点燃各种塑料，观察、记录实验现象，学习对实验结果进行合理分析。 三、实验主要仪器设备和材料 实验仪器设备： 仪器：酒精灯，镊子 材料：常用高分子材料如PP、PE、PS、ABS、PET、PA6、PVC、POM、PMMA、PC

电石法生产PVC生产工艺

聚氯乙烯厂生产流程叙述 一. 乙炔车间 1.1. 原料岗位生产流程叙述： 袋装电石用小车运到鄂式破碎机旁，将电石从袋里倒出放入破碎机破碎，经皮带机送到料仓内。 1.2. 加料岗位生产流程叙述： 与原料岗位联系把电石运到料仓，加料到计量斗。用氮气置换一贮斗后，打开活门向一贮斗加入电石。（加料时开氮气阀门以置换排除贮斗内空气，防止加料时发生燃烧爆炸事故）1.3. 发生岗位生产流程叙述： 二贮斗中的电石，由电磁振动输送器连续加入发生器内，电石与水在发生器内发生反应，生成的粗乙炔气由发生器顶部逸出，经渣降捕集器、正水封、冷却塔进入清净系统及气柜中。“水”由工业水和废次钠及电石上清液一起连续加入渣浆捕集器，然后流入发生器内，以维持发生器温度在75℃～90℃，并保持发生器内的液位；电石分解后的稀电石渣浆，从溢流管不断溢出，浓渣浆及其它杂质由发生器内耙齿耙至底部，定期排出。当发生器压力高于10000Pa时，乙炔气由安全水封自动放空，当发生器压力降低时，乙炔气由气柜经逆水封进入发生器，保持发生器正压；乙炔气在渣降捕集器经初步冷却及洗涤后，进入正水封，然后进入喷淋冷却塔和填料冷却塔，将乙炔气降温到常温，进入清净系统。 1.4. 清净岗位生产流程叙述： 乙炔气由冷却塔顶部出来进入水环泵，加压送入1#清净塔和2#清净塔，用次氯酸钠溶液直接喷淋，使粗乙炔中的PH3、H2S等杂质氧化成H3PO4、H2SO4等酸性物质；再送入中和塔，与从塔顶喷淋而下的5～13％浓度的碱液逆流接触，中和粗乙炔气中的酸性物质，乙炔气（乙炔气纯度＞98.5％）从塔顶出来后送合成车间。 清净塔所用的NaClO是由泵从NaClO高位槽抽到2#清净塔使用，2#清净塔使用过的NaClO 再由泵打到1#清净塔使用，1#清净塔使用过的废NaClO排到废水槽供给发生使用。 1.5. 压滤岗位生产流程叙述： 电石渣浆从发生岗位溢流到浓缩池后，用渣浆泵打到程控压滤机，通过压滤形成渣饼和清液，程序设定松开、取板、拉板卸下渣饼，最后铲车装车运到料场；清液水先经过热水泵送上凉水塔，冷却后的清液用冷水泵打到乙炔车间。 二. 合成车间 2.1. 氯化氢岗位生产流程叙述： 来自氯碱厂的合格的H2和Cl2经缓冲罐、阻火器后，按一定的摩尔比（Cl2：H2=1：1.05～1.10）进入石墨合成炉，在灯头上燃烧，生成的HCl气体从石墨合成炉顶部导出，经炉顶石墨冷却器冷却分离夹带的酸雾后温度降到45℃以下，送往氯化氢分配台，合格的氯化氢作为原料一路供应转化岗位，一路送往填料塔用纯水吸收制作高纯酸。刚开车或生产不正常时产生的不合格氯化氢气体用两级石墨降膜吸收器吸收，使尾气中氯化氢含量小于5×10-6（5 ppm）后放空，同时制得废酸出售。 2.2. 转化岗位生产流程叙述： 由乙炔车间送来的精制乙炔气，（经乙炔预冷器初步冷却脱水后）经砂封与氯化氢岗位送来的氯化氢（经预冷器初步冷却脱去一部分水后），各自通过孔板流量计按分子比 （C2H2/HCl=1/1.05～1.1）进入混合器充分混合后，经过石墨冷凝器，用-35℃冰盐水间接冷却到-12℃～-16℃。石墨冷凝器中混合气体所含水份一部分冷凝成40%左右的冷凝盐酸