PVC vinnolit E2169

基本簡介:
聚氯乙烯，英文簡稱PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯單體(vinyl chloride monomer, 簡稱VCM)在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑;或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹脂。由氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱為氯乙烯樹脂。PVC為無定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小。工業(yè)生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬～12萬范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；無固定熔點(diǎn)，80～85℃開始軟化，130℃變?yōu)檎硰棏B(tài)，160～180℃開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)；有較好的機(jī)械性能，抗張強(qiáng)度60MPa左右，沖擊強(qiáng)度5～10kJ/m²；有優(yōu)異的介電性能。但對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，在100℃以上或經(jīng)長時(shí)間陽光曝曬，就會(huì)分解而產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色，物理機(jī)械性能也迅速下降，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。PVC很堅(jiān)硬，溶解性也很差，只能溶于環(huán)己酮、二氯乙烷和四氫呋喃等少數(shù)溶劑中，對(duì)有機(jī)和無機(jī)酸、堿、鹽均穩(wěn)定，化學(xué)穩(wěn)定性隨使用溫度的升高而降低。PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮－苯混合溶劑中，用于干法紡絲或濕法紡絲而成纖維，稱氯綸。具有難燃、耐酸堿、抗微生物、耐磨并具有較好的保暖性和彈性。

PVC為無定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小，相對(duì)密度1.4左右，玻璃化溫度77~90℃，170℃左右開始分解，對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，在100℃以上或經(jīng)長時(shí)間陽光曝曬，就會(huì)分解而產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色，物理機(jī)械性能也迅速下降，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。

工業(yè)生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬~11萬范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加;無固定熔點(diǎn)，80~85℃開始軟化，130℃變?yōu)檎硰棏B(tài)，160~180℃開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài);有較好的機(jī)械性能，抗張強(qiáng)度60MPa左右，沖擊強(qiáng)度5~10kJ/m2;有優(yōu)異的介電性能。

PVC曾是世界上產(chǎn)量的通用塑料，應(yīng)用非常廣泛。在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。

資訊：5G高頻對(duì)材料的需求

我們首先介紹一下，Dk和Df這兩個(gè)的數(shù)值到底是什么？

Dk即介電常數(shù)，又叫介質(zhì)常數(shù)，介電系數(shù)或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)，以字母ε表示，在工程應(yīng)用中，介電常數(shù)時(shí)常在以相對(duì)介電常數(shù)的形式被表達(dá)，而不是絕對(duì)值，所以它相對(duì)于表示這個(gè)材料里面能夠容納電容的能力，它能夠容納電容，代表訊號(hào)穿過的時(shí)候有部分的訊號(hào)會(huì)被這個(gè)材料所吸收，代表它對(duì)于信號(hào)的穿透產(chǎn)生影響。

Df又稱損耗因子、阻尼因子或內(nèi)耗或損耗角正切，是材料在交變力場作用下應(yīng)變與應(yīng)力周期相位差角的正切，也等于該材料的損耗模量與儲(chǔ)能模量之比。下面有個(gè)公式：

信號(hào)傳播的損失會(huì)跟頻率以及Df成正比，也就代表了Df越高信號(hào)的損失越高，頻率越高，信號(hào)損失也越高，所以在4G或者5G的sub6的時(shí)候，它相對(duì)于毫米波，毫米波相當(dāng)于頻率是它們的五六倍以上。所以毫米波對(duì)于Df會(huì)更加的重視，因?yàn)樗念l率已經(jīng)拉高了，所以這時(shí)候任何材料的差異都會(huì)對(duì)于信號(hào)傳播的損失產(chǎn)生倍數(shù)，甚至五六倍以上的影響。

材料會(huì)追求三個(gè)部分:

一個(gè)是高介電低損耗的材料，因?yàn)樗兄谔炀€的小型化。目前，全球的裝置的頻段非常多，怎么樣在一個(gè)小小的空間里面容納盡可能多的天線，所以就希望把每個(gè)天線所占用的面積最小化，而高介電的材料有助于這個(gè)方向；

第二個(gè)更通用的方向，低介電低損耗的材料，這個(gè)部分會(huì)在很多部分的應(yīng)用，比如說機(jī)殼，因?yàn)樘炀€是在機(jī)殼內(nèi)部，或者未來的設(shè)計(jì)，也可能把天線放在機(jī)殼的外部，但是在機(jī)殼內(nèi)部現(xiàn)在通用的狀況代表你的天線往外發(fā)送或者接收的時(shí)候，都會(huì)經(jīng)過機(jī)殼這一個(gè)材料產(chǎn)生影響，所以我們當(dāng)然希望把這個(gè)影響降到的可能。這些內(nèi)部的訊號(hào)傳輸，比如電路板或者FPC高頻信號(hào)的傳輸，當(dāng)然也希望傳輸?shù)倪^程這個(gè)訊號(hào)的損失盡量降低。所以這大概是材料端的一個(gè)選用的方向；

第三個(gè)特性是穩(wěn)定，因?yàn)檫@些所有的條件都是希望在一個(gè)穩(wěn)定的狀況，比如說在一個(gè)溫度濕度以及吸水性都能夠穩(wěn)定，因?yàn)檫@些Dk跟Df它其實(shí)每個(gè)材料在不同的頻率跟溫濕度下是有變化的，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，當(dāng)然希望是一個(gè)穩(wěn)定的參數(shù)，這樣子才能基于那一個(gè)參數(shù)去做優(yōu)化跟調(diào)校。如果你的參數(shù)是很不穩(wěn)定的，當(dāng)初基于某個(gè)參數(shù)調(diào)校的數(shù)值，在真正設(shè)計(jì)的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生差異。

這是目前常用的幾個(gè)材料的Dk跟Df值。以Dk來說，真空的數(shù)值基準(zhǔn)是1，其他的部分就會(huì)有差異，像這邊列出來的LCP、MPI，它們基本上是目前比較常用在電路板或者未來的FPC，因?yàn)橐郧暗腇PC主要是用PI的材料，所以它們的介電常數(shù)其實(shí)是有一些差異的。

另外在介電損耗Df的部分其實(shí)看起來好像數(shù)值不大，比如說以玻璃來說好了，它的數(shù)值可能是0.02，看起來差異不大。但是跟塑膠比如說聚碳酸酯來比，數(shù)值是0.005，其實(shí)基本上差異就體現(xiàn)出來。這個(gè)差異在4G的情況下可能影響不大，但是在5G下面這一個(gè)的測試數(shù)據(jù)，5G的天線性能如果在28GHz下面做測試的話，標(biāo)準(zhǔn)值指的對(duì)應(yīng)的是真空的1，標(biāo)準(zhǔn)值是18.4，但是如果用了塑膠材料，它基本上會(huì)衰減1.2dB。衰減越少當(dāng)然是越好的方向。玻璃就會(huì)衰減到3.1dB，也就是在Df的微小差異，其實(shí)在最后的訊號(hào)衰減就會(huì)產(chǎn)生一些大的差異。所以接下來有很多的重點(diǎn)都是怎么樣在基礎(chǔ)的材料上面去做一些改性，去把Df值或者Dk值盡量降低，這個(gè)是大概未來的一個(gè)方向。

組成結(jié)構(gòu)

聚氯乙烯是一種使用一個(gè)氯原子取代聚乙烯中的一個(gè)氫原子的高分子材料，是含有少量結(jié)晶結(jié)構(gòu)的無定形聚合物。這種材料的結(jié)構(gòu)如下：[ ―CH2 ―CHCl― ]n。PVC是VCM單體多數(shù)以頭-尾結(jié)構(gòu)相聯(lián)的線形聚合物。碳原子為鋸齒形排列，所有原子均以σ鍵相連。所有碳原子均為sp3雜化。

在PVC分子鏈上存在短的間規(guī)立構(gòu)規(guī)整結(jié)構(gòu)。隨著聚合反應(yīng)溫度的降低，間規(guī)立構(gòu)規(guī)整度提高。聚氯乙烯大分子結(jié)構(gòu)中存在著頭頭結(jié)構(gòu)、支鏈、雙鍵、烯丙基氯、叔氯等不穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、使得耐熱變形及耐老化差等缺點(diǎn)。故作交聯(lián)后，可將該類缺點(diǎn)消除。

交聯(lián)分為輻射交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。

1.輻射交聯(lián)。使用高能射線，一般為鈷60輻射源產(chǎn)生的射線或電子加速產(chǎn)生的電子射線，主要采用后者。再加以助交聯(lián)助劑（兩個(gè)或多個(gè)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的單體）進(jìn)行交聯(lián)。但操作難度大，對(duì)設(shè)備要求高。

2.化學(xué)交聯(lián)。使用三唑二巰基胺鹽（FSH）進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)機(jī)理為胺與巰基結(jié)合進(jìn)攻碳氯極性鍵實(shí)行取代反應(yīng)。交聯(lián)后產(chǎn)品耐紫外、耐溶劑、耐溫、沖擊增韌等性能會(huì)得到全面提升。

主要用途
1.聚氯乙烯異型材

型材、異型材是我國PVC消費(fèi)量的領(lǐng)域，約占PVC總消費(fèi)量的25%左右，主要用于制作門窗和節(jié)能材料，其應(yīng)用量在全國范圍內(nèi)仍有較大幅度增長。在發(fā)達(dá)國家，塑料門窗的市場占有率也是高居首位，如德國為50%，法國為56%，美國為45%。

2.聚氯乙烯管材

在眾多的聚氯乙烯制品中，聚氯乙烯管道是其第二大消費(fèi)領(lǐng)域，約占其消費(fèi)量的20%。在我國，聚氯乙烯管較PE管和PP管開發(fā)早，品種多，性能優(yōu)良，使用范圍廣，在市場上占有重要位置。

3.聚氯乙烯膜

PVC膜領(lǐng)域?qū)VC的消費(fèi)位居第三，約占10%左右。PVC與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機(jī)制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。也可以通過剪裁，熱合加工包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。經(jīng)雙向拉伸的薄膜，所受熱收縮的特性，可用于收縮包裝。

4.PVC硬材和板材

PVC中加入穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料，經(jīng)混煉后，用擠出機(jī)可擠出各種口徑的硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線套管或樓梯扶手。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質(zhì)板材。板材可以切割成所需的形狀，然后利用PVC焊條用熱空氣焊接成各種耐化學(xué)腐蝕的貯槽、風(fēng)道及容器等。

5.PVC一般軟質(zhì)品

利用擠出機(jī)可以擠成軟管、電纜、電線等；利用注射成型機(jī)配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車配件等。

6.聚氯乙烯包裝材料

聚氯乙烯制品用于包裝主要為各種容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生產(chǎn)礦泉水、飲料、化妝品瓶，也有用于精制油的包裝。PVC膜可用于與其它聚合物一起共擠出生產(chǎn)成本低的層壓制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯膜也可用于拉伸或熱收縮包裝，用于包裝床墊、布匹、玩具和工業(yè)商品。

7.聚氯乙烯護(hù)墻板和地板

聚氯乙烯護(hù)墻板主要用于取代鋁制護(hù)墻板。聚氯乙烯地板磚中除一部分聚氯乙烯樹脂外，其余組分是回收料、粘合劑、填料及其它組分，主要應(yīng)用在機(jī)場候機(jī)樓地面和其它場所的堅(jiān)硬地面。

8.聚氯乙烯日用消費(fèi)品

行李包是聚氯乙烯加工制作而成的傳統(tǒng)產(chǎn)品，聚氯乙烯被用來制作各種仿皮革，用于行李包，運(yùn)動(dòng)制品，如籃球、足球和橄欖球等。還可用于制作制服和專用保護(hù)設(shè)備的皮帶。服裝用聚氯乙烯織物一般是吸附性織物(不需涂布)，如雨披、嬰兒褲、仿皮夾克和各種雨靴。聚氯乙烯用于許多體育品，如玩具、唱片和體育運(yùn)動(dòng)用品，聚氯乙烯玩具和體育用品增長幅度大，由于其生產(chǎn)成本低、易于成型而占有優(yōu)勢。

9.PVC涂層制品

有襯底的人造革是將PVC糊涂敷于布上或紙上，然后在100℃以上塑化而成。也可以先將PVC與助劑壓延成薄膜，再與襯底壓合而成。無襯底的人造革則是直接由壓延機(jī)壓延成一定厚度的軟制薄片，再壓上花紋即可。人造革可以用來制作皮箱、皮包、書的封面、沙發(fā)及汽車的坐墊等，還有地板革，用作建筑物的鋪地材料。

10.PVC泡沫制品

軟質(zhì)PVC混煉時(shí)，加入適量的發(fā)泡劑做成片材，經(jīng)發(fā)泡成型為泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、涼鞋、鞋墊、及防震緩沖包裝材料。也可用擠出機(jī)基礎(chǔ)成低發(fā)泡硬PVC板材和異型材，可替代木材使用，是一種新型的建筑材料。

11.PVC透明片材

PVC中加沖擊改性劑和有機(jī)錫穩(wěn)定劑，經(jīng)混合、塑化、壓延而成為透明的片材。利用熱成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包裝，是優(yōu)良的包裝材料和裝飾材料。

12.其他

門窗有硬質(zhì)異型材料組裝而成。在有些國家已與木門窗鋁窗等共同占據(jù)門窗的市場；仿木材料、代鋼建材（北方、海邊）；中空容器。

虛電路是分組交換網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)之一（另一種是數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)），簡單地說，就是通過網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的控制機(jī)制，在用戶主機(jī)之間建立虛擬的邏輯連接，并且保證在其上傳送信包的正確性和順序性，通信前后要進(jìn)行虛電路的建立和拆除。永久虛電路是一種在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)建立的虛電路，并且該虛電路一直保持。X.25網(wǎng)絡(luò)和B-ISDN都提供PVC服務(wù)。PVC膠袋一般是禁用的。
理化性能
本色為微黃色半透明狀，有光澤。透明度勝于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯，軟制品柔而韌，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。穩(wěn)定；不易被酸、堿腐蝕；對(duì)熱比較耐受。

聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值為40以上）、耐化學(xué)藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為90%的硫酸、濃度為60%的硝酸和濃度20%的氫氧化鈉）、機(jī)械強(qiáng)度及電絕緣性良好的優(yōu)點(diǎn)。

聚氯乙烯對(duì)光、熱的穩(wěn)定性較差。軟化點(diǎn)為80℃，于130℃開始分解。在不加熱穩(wěn)定劑的情況下，聚氯乙烯100℃時(shí)即開始分解，130℃以上分解更快。受熱分解出放出氯化氫氣體，（氯化氫氣體是有毒氣體）使其變色，由白色→淺黃色→紅色→褐色→黑色。陽光中的紫外線和氧會(huì)使聚氯乙烯發(fā)生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后發(fā)脆。從這里不難理解，為什么一些PVC塑料時(shí)間久了就會(huì)變黃、變脆的原因。

具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，不溶于水、酒精、汽油，氣體、水汽滲漏性低；在常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90%以下的硫酸、50—60%的硝酸和20%以下的燒堿溶液，具有一定的抗化學(xué)腐蝕性；對(duì)鹽類相當(dāng)穩(wěn)定，但能夠溶解于醚、酮、氯化脂肪烴和芳香烴等有機(jī)溶劑。

工業(yè)聚氯乙烯樹脂主要是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，但也包含一些結(jié)晶區(qū)域（約5%），所以聚氯乙烯沒有明顯的熔點(diǎn)，約在80℃左右開始軟化，熱變形溫度（ 1.82MPa負(fù)荷下）為70-71℃，在加壓下150℃開始流動(dòng)，并開始緩慢放出氯化氫，致使聚氯乙烯變色（由黃變紅、棕、甚至于黑色）。

工業(yè)聚氯乙烯重均相對(duì)分子質(zhì)量在4.8-4.8萬范圍內(nèi)，相應(yīng)的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量為2-1.95萬。而絕大多數(shù)工業(yè)樹脂的重均相對(duì)分子質(zhì)量在10-20萬，數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量在4.55-6.4萬。硬質(zhì)聚氯乙烯（未加增塑劑）具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、耐候性和耐燃性，可以單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬質(zhì)聚氯乙烯可以用增強(qiáng)材料。