第一節(jié) PVC產(chǎn)品定義及基本屬性
一、產(chǎn)品定義、性能
1、定義
PVC全名為Polyvinylchlorid,主要成份為聚氯乙烯,是聚氯乙烯塑料,色澤鮮艷、耐腐蝕、牢固耐用,由于在制造過程中增加了增塑劑、抗老化劑等一些有毒輔助材料來增強其耐熱性,韌性,延展性等,故其產(chǎn)品一般不存放食品和藥品。它是當今世界上深受喜愛、頗為流行并且也被廣泛應用的一種合成材料。它的全球使用量在各種合成材料中高居第二。
2、PVC的化學和物理特性
剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。PVC其實是一種乙烯基的聚合物質(zhì),其材料是一種非結(jié)晶性材料。PVC材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。
PVC在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數(shù),如果此參數(shù)不當將導致材料分解的問題。PVC的流動特性相當差,其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工(這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。PVC的收縮率相當?shù)?,一般?.2~0.6%。
二、產(chǎn)品所屬 行業(yè) 界定
聚氯乙烯屬于初級形態(tài)的塑料及合成樹脂制造 行業(yè) 。
初級形態(tài)的塑料及合成樹脂制造也稱初級塑料或原狀塑料生產(chǎn),包括通用塑料、工程塑料、功能高分子塑料的制造。
第二節(jié) PVC產(chǎn)品應用概況
一、產(chǎn)品主要應用領域
PVC產(chǎn)品應用情況列表
應用領域 | 典型應用 |
塑料型材 | 塑料型材與門窗應用量在全國范圍內(nèi)仍有較大幅度增長。 |
塑料管及附件 | 塑料埋地排水管 |
二、產(chǎn)品應用成熟度 分析
PVC產(chǎn)品主要用于塑料型材及管材,這兩類又用于房地產(chǎn)較多,因此,隨著房地產(chǎn)的發(fā)展,PVC的需求會隨之變動。目前,PVC已經(jīng)出現(xiàn)產(chǎn)能過剩,產(chǎn)品的應用已經(jīng)成熟,但房地產(chǎn)的發(fā)展仍然使得PVC有著廣闊的市場,其前景仍然看好。
第三節(jié)PVC產(chǎn)品發(fā)展歷程
第一、工業(yè)化萌芽階段
1835年,法國化學家雷諾(V Regnault)首先發(fā)現(xiàn)了氯乙烯(VC),3年后他又觀察到PVC樹脂,1842年包曼(Baumann)通過 研究 確定它了的密度和基本結(jié)構式。雷諾在實驗室采用堿皂法制取氯乙烯,即把1,2-二氯乙烷與芳性鉀酒精溶液混合,靜置4天,然后加熱進行反應。之后人們的大量 研究 改進,都不適用工業(yè)化生產(chǎn)。
最簡單的工業(yè)生產(chǎn)方法則是1912年德國化學家克拉特(FKLatte)發(fā)明的,即從電石制乙炔,乙炔在高溫和催化劑作用下與氯化氫加成反應,實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)。這在PVC樹脂工業(yè)發(fā)展史上意義重大。30年后由于乙炔生產(chǎn)的高能耗和高成本,而逐漸被淘汰。1940年以后,工業(yè)上開始以廉價的乙烯為原料,由乙烯直接氧化制二氯乙烷,在加以熱裂解得到氯乙烯,其副產(chǎn)品氯化氫與與乙炔反應制取氯乙烯,這就是早期的聯(lián)合法和混合法。
PVC樹脂,則是1872年由包曼開始詳細 研究 的。古老的聚合方法采用光聚合和熱壓聚合。在二十世紀一、二十年代里, 研究 工作異常活躍。在改進熱壓聚合方法的基礎上出現(xiàn)了引發(fā)聚合、溶液聚合、乳液聚合、連續(xù)乳液聚合、懸浮聚合和特種聚合等多種方法。其中乳液聚合方法生產(chǎn)比較容易控制,聚合速度較快,能得到頗為均一的長鏈聚合物。1931年首先在德國本公司實現(xiàn)小規(guī)模工業(yè)生產(chǎn),德國大多數(shù)工廠均采用乳液聚合法。1933年美國碳化學公司采用溶液聚合法建立了小型工廠。
PVC樹脂被發(fā)現(xiàn)的100年間,不過是藝術珍品而已。PVC樹脂發(fā)展的真正轉(zhuǎn)機是氯乙烯/乙酸乙烯共聚物和增塑PVC樹脂的出現(xiàn)。1928年美國聯(lián)合碳化物公司將氯乙烯與乙酸乙烯共聚使之具有內(nèi)增塑性質(zhì)而容易被加工??梢杂米稣嫫岷陀材K苤破贰?932年美國古德里奇公司(B.F.gooDRIch) 研究 一種用于粘接橡膠與金屬罐的新粘膠劑時。偶然發(fā)現(xiàn)增塑了的PVC樹脂具有柔軟和富有彈性的“橡膠狀”性質(zhì),并耐強酸、強堿腐蝕、制成彈性高爾夫球和PVC氯苯溶液,后者可制造鞋跟、鉗套、電線護套、帳篷、雨靴、地板、膠管、電器絕緣套及金屬罐襯里等。1937年英國ICI公司采用磷酸脂類增塑PVC得到類似橡膠的物質(zhì),成功的替代當時特別短缺的橡膠。用于電線絕緣層。這時PVC才作為有用的高分子材料而開始大量生產(chǎn)。
第二、量的增長階段
PVC樹脂早期工業(yè)化階段主要生產(chǎn)方法是乳液聚合和溶液聚合,主要用途是替代橡膠制作涂層、涂布制品、包裝容器、棒材、片材等柔性材料。但是乳液樹脂雜質(zhì)含量多、生產(chǎn)成本高、性能也差,限定了它的應用范圍。1941年美國B·F·GooDRIch公司懸浮聚合生產(chǎn)的PVC樹脂,質(zhì)量好,特別是電絕緣性、機械強度和耐腐蝕等性能明顯優(yōu)于乳液聚合法樹脂,在耐燃性、耐磨性方面優(yōu)于橡膠,因而在電線電纜鋪地材料等方面獲得大量應用,消費量迅速增加。而且懸浮法比乳液法操作簡單,助劑用量少,產(chǎn)品純度高,能耗少、成本低,因而迅速被世界各國采用。
第三、技術進步階段
正當世界PVC產(chǎn)量迅速增長之時,VCM致癌性問題幾乎危及PVC 行業(yè) 的存亡。經(jīng)查明,VCM自身雖沒有致癌性,但在體內(nèi)新陳代謝條件下會轉(zhuǎn)化為致癌成分,是否致癌要在一定的濃度范圍內(nèi)。于是各國紛紛建立法規(guī)限制PVC中殘留單體含量和PVC生產(chǎn)區(qū)域的VCM含量。PVC廠商花費大量投資 研究 對策和改造生產(chǎn)環(huán)境。例如美國大約投入了1.8億美元,日常操作費用也增加了700多萬美元。推出了減輕粘釜,密閉化操作,高壓水自動清釜,生產(chǎn)環(huán)境強化通風、大氣中VC濃度自動監(jiān)測報警,聚合釜大型化和自動控制,漿料和廢水汽提,連續(xù)沉降離心分離,物料輸送機械化、密閉化等一系列技術措施。VCM毒性問題出現(xiàn)雖然影響了當年PVC的產(chǎn)量(當年全世界PVC減產(chǎn)12%,美國、日本減產(chǎn)20%),提高了PVC的生產(chǎn)成本,但是也促進了PVC 行業(yè) 的技術進步。這些技術一直運用至今。這一時期,PVC懸浮聚合和連續(xù)乳液聚合方法的生產(chǎn)技術日趨完善。在加工應用方面,為避開用于包裝材料的PVC增塑劑遷移和VCM毒性問題,PVC廠商把產(chǎn)品市場轉(zhuǎn)向硬質(zhì)制品。恰遇70年代建筑市場興旺,新建房屋和舊房維修改造量大,傳統(tǒng)建筑材料漲價。而PVC建材制造簡單,容易安裝、重量輕,使用壽命長,不需油漆,維修費用低,抗腐蝕性好,耐燃、而且價格低,因此迅速進入了建材市場,美國PVC建材占PVC總消費量的66%以上。
第四、高性能化和高效化發(fā)展階段
80年代,西方國家出現(xiàn)了二次世界范圍的經(jīng)濟蕭條,嚴重沖擊了建筑業(yè),因而造成了PVC產(chǎn)品的滯銷、產(chǎn)量下降。同時,石油危機使油價從70年代以前是2—3美元/桶上漲到1982年的35美元/桶。PVC生產(chǎn)成本的提高使的一些企業(yè)虧損倒閉。面對這種困境,PVC廠商們采取多方面的措施,向組織機構調(diào)整要效益,向節(jié)能降耗管理要效益,向產(chǎn)品結(jié)構要效益。使世界PVC年增長率繼續(xù)保持在5%的發(fā)展速率。而進入21世紀,油價除了在2001年走低過,之后價格一路飆升,在今年更是創(chuàng)紀錄超過了70美元/桶。油價高企顯然提高了PVC制造成本,PVC
行業(yè)
全球整合在所難免,譬如日本早在2002-2003年就開始關停和合并了部分PVC企業(yè),韓國同樣如此。
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