폴리염화비닐(PVC)은 세계에서 세 번째로 큰 합성 중합체 플라스틱입니다. 폴리에틸렌 폴리 프로필렌 ), 연간 약 40천만 톤의 PVC를 생산합니다. PVC는 과산화물 및 아조 화합물과 같은 개시제의 존재 하에 또는 자유 라디칼 중합 메커니즘에 따라 빛이나 열의 작용 하에 비닐 클로라이드 단량체(VCM)의 중합에 의해 형성된 중합체입니다. 비닐 클로라이드 호모폴리머와 비닐 클로라이드 공중합체는 총칭하여 비닐 클로라이드 수지라고 합니다.
PVC는 한때 다양한 응용 분야에서 세계에서 가장 많이 생산된 범용 플라스틱이었습니다. PVC는 강성(때때로 RPVC로 약칭됨)과 유연성의 두 가지 유형으로 제공됩니다. 경질 폴리염화비닐은 건물 파이프, 문, 창문에 사용됩니다. 또한 플라스틱 병, 포장재, 은행 카드 또는 회원 카드를 만드는 데에도 사용됩니다. 가소제를 첨가하면 PVC를 더 부드럽고 유연하게 만들 수 있습니다. 파이프, 케이블 절연체, 바닥재, 간판, 축음기 레코드, 팽창성 제품 및 고무 대체품에 사용됩니다.
27년 2017월 3일 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소는 참고용 발암물질 예비 목록을 발표했는데, 폴리염화비닐이 XNUMX급 발암물질 목록에 포함됐다.
PVC는 낮은 정도의 분지성을 지닌 무정형 백색 분말입니다. 유리전이온도는 77~90°C이고 약 170°C에서 분해되기 시작합니다. 빛과 열에 대한 안정성이 좋지 않습니다. 100°C 이상이거나 햇빛에 장기간 노출되면 분해되어 염화수소가 생성되며, 자가촉매 분해로 인해 변색이 발생하고 물리적, 기계적 특성도 급격히 저하됩니다. 실제 적용에서는 열과 빛에 대한 안정성을 향상시키기 위해 안정제를 추가해야 합니다.
산업적으로 생산되는 PVC의 분자량은 일반적으로 50,000~110,000 범위이며 다분산도가 높습니다. 중합 온도가 감소함에 따라 분자량이 증가합니다. 고정된 녹는점이 없습니다. 80~85°C에서 연화되기 시작하고, 130°C에서 점탄성이 되며, 160~180°C에서 점성 흐름으로 변하기 시작합니다. 이는 우수한 기계적 특성, 약 60 MPa의 인장 강도, 5-10 kJ/m2의 충격 강도 및 우수한 유전 특성을 가지고 있습니다. PVC는 일반적인 용매에는 녹지 않지만, 단량체와 특정 염소화 탄화수소 용매에서는 팽창합니다.
구성 구조
폴리염화비닐은 폴리에틸렌의 수소 원자를 대체하기 위해 염소 원자를 사용하는 고분자 재료입니다. 소량의 결정 구조를 갖는 비정질 폴리머입니다. 이 물질의 구조는 -(CH2-CHCl)n-입니다. PVC는 대부분의 VCM 단량체가 머리-꼬리 구조로 연결된 선형 중합체입니다. 탄소 원자는 지그재그 모양으로 배열되어 있으며 모든 원자는 σ 결합으로 연결되어 있습니다. 모든 탄소 원자는 sp 3 혼성화되어 있습니다.
PVC 분자 사슬에는 짧은 신디오택틱 입체규칙 구조가 있습니다. 중합 온도가 감소함에 따라 신디오택틱 입체 규칙성이 증가합니다. 폴리염화비닐의 고분자 구조에는 머리-머리 구조, 분지쇄, 이중 결합, 염화 알릴, 3차 염소 등 불안정한 구조가 있어 내열 변형성, 내노화성이 열악합니다. 따라서 이러한 단점은 가교 후에 제거될 수 있습니다.
가교는 방사선가교와 화학적가교로 나누어진다.
- 방사선 가교: 고에너지 광선, 일반적으로 코발트 60 방사선원에서 발생하는 광선 또는 전자 가속에 의해 발생하는 전자선을 사용하고 주로 후자를 사용합니다. 그런 다음 가교를 위해 가교 보조제(XNUMX개 이상의 탄소-탄소 이중 결합 구조를 갖는 단량체)를 첨가합니다. 그러나 작업이 어렵고 높은 장비가 필요합니다.
- 화학적 가교: 가교에는 트리아졸 디티오아민 염(FSH)을 사용합니다. 가교 메커니즘은 아민과 티올이 결합하여 탄소-염소 극성 결합을 공격하여 치환 반응을 수행하는 것입니다. 가교 후 제품의 UV 저항성, 내용제성, 온도 저항성, 충격 강화 및 기타 특성이 종합적으로 향상됩니다.
연혁
폴리염화비닐은 1835년 초 미국의 V. Regno에 의해 발견되었습니다. 염화비닐에 햇빛을 조사하면 흰색 고체, 즉 폴리염화비닐이 생성됩니다.
PVC는 19세기에 두 번 발견되었는데, 한 번은 1835년에 Henri Victor Regnault에 의해, 또 한 번은 1872년에 Eugen Baumann에 의해 발견되었습니다. 두 경우 모두, 폴리머는 햇빛 아래 놓인 염화 비닐 비커에서 흰색 고체로 나타났습니다. 20세기 초, 러시아의 화학자 Ivan Ostromislensky와 독일의 Griesheim-Elektron사의 화학자 Fritz Klatte가 동시에 PVC를 상업적 목적으로 사용하려고 시도했지만, 이 단단하고 때로는 부서지기 쉬운 폴리머를 처리하는 방법에 어려움이 있었습니다.
1912년 독일의 프리츠 클라테(Fritz Klatte)가 PVC를 합성해 독일에 특허를 출원했지만 특허가 만료되기 전에 적합한 제품을 개발하지 못했다.
1926년 미국 BF 굿리치사의 왈도 세몬(Waldo Semon)이 PVC를 합성해 미국에 특허를 출원했다. Waldo Semon과 BF Goodrich Company는 1926년에 다양한 첨가제를 첨가하여 PVC를 가소화하는 방법을 개발하여 PVC를 더욱 유연하고 가공하기 쉽게 만들었으며 이는 곧 광범위한 상업적 응용을 얻었습니다.
1914년에 유기 과산화물이 염화비닐의 중합을 촉진할 수 있다는 것이 발견되었습니다. 1931년 독일 프랑스 회사는 유화 중합을 사용하여 폴리염화비닐의 산업적 생산을 달성했습니다. 1933년에 WL Simon은 고비점 용매와 트리크레졸 인산염을 가열하고 PVC와 혼합하여 연질 폴리염화비닐 제품을 만들 수 있다고 제안했는데, 이는 PVC의 실제 적용에 획기적인 발전을 가져왔습니다. 영국의 Brunner Mond Chemical Industry Company, American Union Carbide Company 및 Goodrich Chemical Company는 1936년에 염화비닐의 현탁 중합과 PVC의 가공 및 응용을 거의 동시에 개발했습니다. 생산 공정을 단순화하고 에너지 소비를 줄이기 위해 Saint-Goban Company 프랑스는 1956년 괴상중합법을 개발했다. 1983년 세계 총 소비량은 약 11.1백만 톤, 총 생산 능력은 약 17.6백만 톤이었다. 이는 폴리에틸렌 생산 다음으로 두 번째로 큰 플라스틱 품종으로 전체 플라스틱 생산량의 약 15%를 차지했습니다. 중국 자체 설계 PVC 생산 장치는 1956년 Liaoning Jinxi Chemical Plant에서 시험 생산에 투입되었습니다. 3kt 장치는 1958년에 공식적으로 산업 생산에 투입되었고 생산량은 530.9년에 1984kt에 도달했습니다.
PVC는 1930년대 초반에 산업화되었습니다. 1930년대부터 오랫동안 폴리염화비닐 생산량은 세계 플라스틱 소비량 중 1960위를 차지했다. XNUMX년대 후반에는 폴리에틸렌이 폴리염화비닐을 대체했습니다. 폴리염화비닐 플라스틱은 XNUMX위로 후퇴했지만, 그 생산량은 여전히 전체 플라스틱 생산량의 XNUMX분의 XNUMX 이상을 차지하고 있습니다.
1960년대 이전에는 염화비닐 단량체의 생산이 주로 탄화칼슘 아세틸렌을 기반으로 이루어졌는데, 그 이유는 탄화칼슘을 생산하는 데 전력과 코크스가 많이 소모되고 비용이 많이 들기 때문이다. 1960년대 초 에틸렌 옥시염소화에 의한 염화비닐 생산이 산업화되면서 국가들은 더 저렴한 석유를 원료로 전환했습니다. 또한, 폴리염화비닐의 원료 중 상당 부분(약 57중량%)이 알칼리 산업의 불가피한 부산물인 염소이기 때문에 원료 공급원이 풍부할 뿐만 아니라, 염소-알칼리 산업 발전과 염소 균형을 위한 매우 중요한 제품입니다. 따라서 플라스틱에서 폴리염화비닐이 차지하는 비중은 줄어들었지만 여전히 상대적으로 높은 성장률을 유지하고 있다.
폴리 염화 비닐 플라스틱 제품 널리 사용되지만, 1970년대 중반에 사람들은 폴리염화비닐 수지와 제품에 잔류하는 비닐 클로라이드 단량체(VCM)가 심각한 발암 물질이라는 것을 깨달았고, 이는 의심할 여지 없이 폴리염화비닐의 개발에 어느 정도 영향을 미칠 것입니다. 그러나 사람들은 나선형 플레이트 열교환기를 추가하여 잔류 VCM을 성공적으로 줄였습니다. 그래서 폴리염화비닐 수지의 VCM 함량은 10ppm 미만이 되어 위생 수지의 요구 사항을 충족시키고 폴리염화비닐의 적용 범위를 확대했습니다. 심지어 수지의 VCM 함량을 5ppm 미만으로 만들 수 있으며 가공 후 잔류 VCM이 매우 적습니다. 기본적으로 인체에 무해하며 식품 및 의약품 포장 및 어린이 장난감으로 사용할 수 있습니다.
중국의 PVC 소재
특별한 요구 사항이 있는 PVC 재료는 일반적으로 United Carbide 및 Nordic Chemicals와 같은 유명한 외국 회사를 통해 중국 해외에서 수입됩니다. 중국의 주요 연구소와 생산 단위의 지속적인 연구와 기술 축적으로 중국의 PVC 변형 재료의 공식 설계 및 제조는 국제 선진 수준에 도달하여 해외 수입 재료를 완전히 대체하고 많은 제품이 해외로 수출되었습니다.
주요 카테고리
다양한 적용 범위에 따라 PVC는 범용 PVC 수지, 고분자화 PVC 수지 및 가교 PVC 수지로 나눌 수 있습니다. 범용 PVC 수지는 개시제의 작용하에 염화비닐 단량체의 중합에 의해 형성됩니다. 고중합 PVC수지는 염화비닐계 단량체의 중합계에 사슬연장제를 첨가하여 중합한 수지를 말한다. 가교형 PVC수지는 염화비닐단량체의 중합계에 디엔과 폴리엔을 함유한 가교제를 첨가하여 중합한 수지이다.
염화비닐 단량체를 얻는 방법에 따라 탄화칼슘법, 에틸렌법, 수입(EDC, VCM) 모노머법으로 나눌 수 있다(에틸렌법과 수입 모노머법을 보통 에틸렌법이라 한다).
중합 방법에 따라 폴리염화비닐은 현탁 폴리염화비닐, 에멀젼 폴리염화비닐, 벌크 폴리염화비닐, 용액 폴리염화비닐의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 현탁액 폴리염화비닐은 가장 큰 품종으로 전체 PVC 생산량의 약 80%를 차지합니다. 현탁 폴리염화비닐은 절대 점도에 따라 XS-1, XS-2...XS-6의 1가지 모델로 구분됩니다. XJ-2, XJ-6…, XJ-XNUMX. 모델의 각 문자의 의미: X-현탁 방식; S-느슨한 유형; J-타이트 타입.
가소제의 양에 따라 PVC 플라스틱은 일반적으로 다음과 같이 나뉩니다. 비가소화 PVC, 가소제 함량은 0입니다. 경질 PVC, 가소제 함량이 10% 미만입니다. 반강체 PVC, 가소제 함량은 10-30%입니다. 연질 PVC, 가소제 함량은 30-70%입니다. 폴리 염화 비닐 페이스트 플라스틱, 가소제 함량이 80% 이상입니다. 경질 PVC와 연질 PVC의 특성 차이가 표에 나와 있습니다.
| 자연 | 단위 | 엄밀한 PVC | 소프트 PVC |
| 밀도 | g / cm³ | 1.3-1.45 | 1.1-1.35 |
| 열전도율 | 승 / (m · K) | 0.14-0.28 | 0.14-0.17 |
| 항복 강도 | PSI | 4500-8700 | 1450-3600 |
| MPa의 | 31-60 | 10.0-24.8 | |
| 영 계수 | PSI | 490000 | - |
| 평점 | 3.4 | - | |
| 굴곡강도(항복율) | PSI | 10,500 | - |
| MPa의 | 72 | - | |
| 압축 강도 | PSI | 9,500 | - |
| MPa의 | 66 | - | |
| 열팽창 계수(선형) | mm/(mm·°C) | 5×10^−5 | - |
| 비캣 연화 온도 | ° C | 65-100 | - |
| 비저항^a | Ωm | 10 ^ 16 | 10^12 –10^15 |
| 표면저항a | Ω | 10^13 –10^14 | 10^11 –10^12 |
참고: a, 상대 습도 60% 및 실온에서
제조 방법
폴리염화비닐은 치환 반응을 통해 에틸렌, 염소 및 촉매로 만들어질 수 있습니다. 폴리염화비닐은 내화성 및 내열성으로 인해 전선 피복, 광섬유 피복, 신발, 핸드백, 가방, 액세서리, 간판 및 광고판, 건물 장식 제품, 가구, 장식품, 롤러 등 다양한 산업 분야의 다양한 제품에 널리 사용됩니다. , 호스, 장난감, 도어 커튼, 롤링 도어, 보조 의료 용품, 장갑, 특정 식품용 접착 필름, 특정 패션 등
집계 방법
PVC는 자유 라디칼 첨가 중합에 의해 제조됩니다. 중합 방법은 크게 현탁중합, 유화중합, 괴상중합, 마이크로현탁중합으로 나누어진다. 현탁 중합이 주요 방법으로 전체 PVC 생산량의 약 80~82%를 차지하고, 유화 중합이 전체 PVC 생산량의 약 10~12%를 차지하며, 괴상 중합이 약 8%를 차지한다. . 현탁법과 벌크법으로 얻은 입자 구조는 평균 입자 크기가 100~160 마이크론으로 유사합니다. 유화법과 마이크로 현탁법으로 얻은 입자 크기는 약 0.2 마이크론과 1 마이크론 정도이다. 코팅용 폴리에틸렌 공중합체는 용액법으로 제조되는 경우가 극히 적습니다. 반응기에 순수, 액상 VCM 모노머, 분산제를 첨가한 후 개시제 및 기타 첨가제를 첨가한다. 특정 온도로 가열한 후 VCM 단량체는 자유 라디칼 중합 반응을 거쳐 PVC 입자를 생성합니다. 계속해서 교반하면 입자 크기가 균일해지고 생성된 입자는 물에 부유하게 됩니다. 또한 제품 성능과 페이스트 형성 특성이 우수한 PVC 페이스트 수지를 생산하는 마이크로 서스펜션 방법도 있습니다.
① 현탁중합:
염화비닐 현탁중합의 기본식은 염화비닐 단량체, 물, 유용성 개시제, 분산제로 구성되어 있으나 실제로는 pH 조절제, 분자량 조절제(주로 중합도가 낮은 품종에 한함), 고착방지제, 소포제 등도 첨가됩니다. 느슨하고 조밀한 폴리염화비닐의 다양한 요구 사항에 따라 공식에서 물과 단량체의 비율은 (1.2~2):1입니다. 염화비닐 현탁 중합의 과정은 대략 다음과 같습니다. 물, 분산제, 기타 첨가제 및 개시제를 중합 주전자에 차례로 첨가하고 진공화하고 질소로 채워 산소를 제거한 다음 단량체를 첨가하고 온도를 높입니다. 중합을 위해 미리 정해진 온도로 설정합니다. 중합 과정 동안 온도와 압력은 일정하게 유지됩니다. 후기 단계에서 압력은 0.1~0.2MPa 감소하며 이는 전환율 80%~85%에 해당하며 중합이 종료됩니다. 압력을 너무 많이 낮추면 수지가 조밀해집니다. 중합이 완료된 후 모노머를 회수하고 원료를 배출하며 후가공 과정을 거쳐 완성된 폴리염화비닐 수지를 얻는다.
염화비닐이 중합되면 단량체로의 전달이 주쇄 종결 방식이므로 폴리염화비닐(600~1600)의 중합도는 개시제 농도와 무관하고 온도(45~65oC)에 의해서만 조절되며, 온도 변동은 0.2~0.5oC 내에서 제어해야 합니다. 중합 속도는 주로 개시제의 양에 따라 조절됩니다. 현재 중합 주전자의 열 전달 성능은 좋으며 퍼옥시카보네이트와 같은 고활성 개시제는 다음과 같습니다. 대부분 0.02%~0.05%의 양으로 사용되며, 고활성 개시제와 저활성 개시제를 혼합하여 사용하고 반감기가 2h 정도로 조합이 적절하다면 균일한 수준에 가까울 것으로 예상됩니다. 균일한 반응은 열 전달 및 온도 제어에 도움이 됩니다. 폴리염화비닐-염화비닐은 부분적으로 혼화되는 시스템으로 두 가지 상을 형성합니다. 한 상은 염화비닐(약 30%)로 팽윤된 폴리염화비닐이 풍부한 상으로, 이것이 주성분이 됩니다. 중합 부위. 다른 상은 미량의 폴리염화비닐(<0.1%)이 용해된 단량체 상으로, 이는 순수한 단량체에 가깝습니다. 전환율이 70%를 초과하면 단량체 상이 사라지고 시스템 압력이 순수 염화비닐의 포화 대기압보다 낮아지기 시작하며 폴리염화비닐이 풍부한 상의 염화비닐이 계속해서 중합됩니다. 수지 입자의 느슨한 구조에 영향을 주지 않도록 전환율이 85%에 도달하면 중합이 종료됩니다. 분산제의 특성은 폴리염화비닐 입자의 형태에 결정적인 영향을 미칩니다. 젤라틴을 선택하면 수용액의 표면장력이 상대적으로 크고(68°C에서 1mN·m^-25) 치밀한 수지가 형성됩니다. 느슨한 폴리염화비닐을 제조할 때 개체의 표면장력은 50mN·m^-1 이하가 되어야 합니다. 부분적으로 가수분해된 폴리비닐알코올(수용액의 표면장력은 50~55mN·m^-1)과 히드록시프로필메틸셀룰로오스(수용액의 표면장력은 45~50mN·m^-1)를 혼합하여 사용하기도 하며 때로는 XNUMX번째로 사용되기도 한다. 구성 요소가 추가됩니다. 복합분산제의 제조는 부분적으로 표면장력을 참고할 수 있지만, 여전히 어느 정도의 경험과 기술이 필요합니다.
구체적인 과정은 다음과 같습니다.
모노머는 액적 형태로 수상에 현탁 및 분산되며 선택된 유용성 개시제는 모노머에 용해됩니다. 이러한 액적에서 중합 반응이 이루어지며, 시간이 지나면 중합 반응의 열이 물에 흡수됩니다. 이러한 방울이 구슬 형태로 물에 분산되도록 하려면 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸 셀룰로오스 등과 같은 현탁 안정제를 첨가해야 합니다. 개시제는 대부분 유기 과산화물과 아조 화합물입니다. , 예를 들어 디이소프로필 퍼옥시디카보네이트, 디사이클로헥실 퍼옥시디카보네이트, 디에틸헥실 퍼옥시디카보네이트, 아조비스이소헵토니트릴, 아조비스이소부티로니트릴 등이 있다. 중합은 교반기가 있는 중합 주전자에서 수행된다. 중합 후, 물질은 모노머 회수 탱크 또는 스트리핑 타워로 유입되어 모노머를 회수합니다. 그런 다음 혼합 주전자에 붓고 물로 세척한 후 원심분리 및 탈수한 후 건조하여 완성된 수지를 얻습니다. 염화비닐단량체는 수지로부터 최대한 추출되어야 한다. 식품 포장에 사용되는 PVC의 경우 유리 단량체 함량을 1ppm 이하로 관리해야 합니다. 중합 중에 지정된 분자량과 분자량 분포 범위를 갖는 수지를 얻고 폭발을 방지하려면 중합 공정의 온도와 압력을 잘 제어해야 합니다. 수지의 입자 크기와 입자 크기 분포는 교반 속도와 현탁 안정제의 선택 및 투여량에 따라 제어됩니다. 수지의 품질은 입자 크기 및 입자 크기 분포, 분자량 및 분자량 분포, 겉보기 밀도, 다공성, 어안, 열 안정성, 색상, 불순물 함량 및 분말의 자유 흐름과 같은 특성으로 특징 지어집니다.
중합반응기는 주요설비로서 스테인리스강 또는 에나멜을 라이닝한 강철제 반응기로 이루어지며 온도조절을 위한 교반기와 전열자켓 또는 내부 냉각관, 환류냉각기 등을 갖추고 있다. 생산 비용을 줄이기 위해 원자로의 부피는 수 입방미터에서 200입방미터 이상에서 점차 대규모로 발전했으며 최대 용량은 XNUMX입방미터(주전자 원자로)에 이르렀습니다. 중합기의 높은 열전달 능력은 중합온도를 일정하게 유지하는 역할을 하며, 교반은 재료의 혼합과 열전달에 도움을 줄 뿐만 아니라 액-액 분산 및 수지 입자 특성에 큰 영향을 미칩니다. 열 전달과 교반은 염화비닐 중합에서 두 가지 주요 엔지니어링 문제입니다. 반복 사용 후에는 중합 반응기의 스케일을 제거해야 합니다. 폴리비닐알코올과 셀룰로오스에테르를 현탁 안정제로 사용하여 만든 PVC는 일반적으로 느슨하고 기공이 많고 표면적이 넓으며 가소제를 흡수하고 가소화하기 쉽습니다.
② 유화중합:
PVC를 산업적으로 생산하는 최초의 방법 중 하나입니다. 유화중합에서는 물과 염화비닐계 단량체 외에 소듐 알킬 설포네이트와 같은 계면활성제를 유화제로 첨가하여 단량체를 수상에 분산시켜 유화액을 형성합니다. 수용성 과황산칼륨 또는 과황산암모늄이 개시제로 사용됩니다. "산화-환원" 개시 시스템도 사용할 수 있습니다. 중합 공정은 현탁법과 다릅니다. 폴리비닐알코올은 유화 안정제로, 도데실 메르캅탄은 조절제로, 중탄산나트륨은 완충제로 첨가됩니다. 중합 방법에는 간헐적 방법, 반연속적 방법 및 연속적 방법의 세 가지 방법이 있습니다. 중합 생성물은 라텍스와 유사하며 에멀젼 입자 크기가 0.05~2μm이며 분말 수지에 직접 적용하거나 분무 건조할 수 있습니다. 유화중합법은 중합주기가 짧고 조절이 용이하다. 얻어지는 수지는 분자량이 크고 비교적 균일한 중합도를 갖는다. 폴리염화비닐 페이스트, 인조가죽, 함침제품 제조에 적합합니다. 유화 중합의 공식은 복잡하고 제품의 불순물 함량이 높습니다.
③ 괴상중합 방법:
중합 장치는 매우 특별하며 주로 수직형 예비중합 주전자와 프레임 교반기가 있는 수평형 중합 주전자로 구성됩니다. 벌크 PVC의 입자 특성은 현수 수지와 유사하고 느슨하지만 필름이 없고 결정성이 더 높습니다. 벌크 중합은 방열 및 접착 방지 외에도 일반적으로 50단계 중합에 의해 보장되는 입자의 느슨한 구조를 유지하는 문제를 해결해야 합니다. 첫 번째 단계는 수직 주전자에서 수행되는 사전중합입니다. 소량의 염화비닐과 제한된 양의 고활성 개시제(예: 아세틸 퍼옥사이드 설포네이트)를 주전자에 첨가하고 70~7oC에서 11%~XNUMX%의 전환율로 예비중합하여 데드- 전환율이 너무 높아지는 것을 방지하기 위해 최종 중합을 수행합니다. 빠르게 교반하면 느슨한 입자 골격이 형성됩니다. 전환율은 재킷과 응축기에 의해 제거된 열에 의해 추정됩니다.
프리폴리머, 더 많은 모노머 및 개시제의 다른 부분을 또 다른 저속 교반 케틀(30r/min)에 추가하고 모노머는 미리 형성된 입자 골격에서 계속 중합하여 입자가 성장하고 모양이 변하지 않게 유지됩니다. 전환율이 70%~90%에 도달하면 중합이 종료됩니다. 잔여 모노머는 배출되고, 분쇄 및 체질을 거쳐 최종 제품을 얻습니다. 예비중합은 1~2시간 정도 소요되지만, 중합은 5~9시간이 소요됩니다. 하나의 예비중합 주전자에는 여러 개의 중합 주전자가 장착될 수 있습니다. 교반속도에 따라 수지의 입자크기와 형상이 조절되며, 반응열은 단량체의 환류축합에 의해 빠져나가게 된다. 이 방법은 생산 공정이 간단하고 제품 품질이 우수하며 생산 비용이 저렴합니다.
PVC 개질 방법
PVC 수지는 밀도가 1.38g/cm³이고 유리 전이 온도가 87°C인 극성 비결정성 폴리머입니다. 따라서 열 안정성이 낮고 가공하기 어렵습니다. 직접 사용할 수 없으며 관련 첨가제 및 필러를 첨가하여 사용하기 전에 개질 및 혼합해야 합니다. 첨가된 첨가제 및 필러의 종류와 분획이 다르기 때문에 제조된 PVC 재료의 성능과 요구 사항이 다릅니다. 일반적으로 PVC 공식이라고 부르는데, 엄밀히 말하면 PVC 개질 공식이며 PVC는 개질 후에만 사용할 수 있습니다. 이 범주는 종종 폴리머 개질 재료로 분류됩니다. 폴리머 재료의 개질은 주로 일반 플라스틱의 고성능 연구, 단일 성분 재료를 다성분 복합 재료(합금, 블렌드, 복합 재료)로 변환, 재료 기능화, 성능 및 가격 최적화 등에 중점을 둡니다. 개질 방법은 주로 화학적 개질, 충전 개질, 보강 개질입니다. 혼합 변형 및 나노복합 변형. 변형의 기본 원리는 첨가제를 통해 재료에 기능을 부여하거나 특정 특성을 개선하는 것입니다. 따라서 PVC 제형 기술 수준은 공장의 기술 수준과 생산 능력을 결정합니다.
PVC는 일반적으로 먼저 개질되고 과립화됩니다. 스크류 압출기를 사용하여 입자로 준비한 후, 더욱 완벽하게 가소화되고 가공하기 쉽습니다. 특히 사출 성형된 제품의 경우 더욱 그렇습니다. 스크류 압출기는 가장 중요한 장비 중 하나입니다. 플라스틱 몰딩. 외부 전력 전달과 외부 가열 요소로부터의 열 전달을 사용하여 플라스틱을 운반, 압축, 용융, 전단, 혼합 및 압출합니다. 스크류 압출기는 가소화 및 과립화 기계와 성형 기계로서 중요한 역할을 합니다. 엄밀히 말해서, 특수 요구 사항이 있는 PVC 제품과 PVC 개질된 공식은 고객 요구 사항에 따라 맞춤 제작됩니다. PVC 생산 공정 중에 생산되는 공중합체 유도체도 있습니다. 이러한 개질된 종류에는 염화비닐 공중합체, 폴리염화비닐 블렌드 및 염소화 폴리염화비닐 등이 있습니다.
특성
착색성
폴리염화비닐은 열안정성과 내광성이 좋지 않습니다. 150°C부터 염화수소가 분해되기 시작하며, 가소제 첨가량에 따라 부작용이 발생합니다. 또한 PVC에 대한 안료의 영향은 안료가 PVC 및 PVC 제품의 다른 구성 요소와 반응하는지 여부는 물론 안료 자체의 마이그레이션 저항성과 내열성에 반영됩니다. 착색제의 일부 성분은 수지의 분해를 촉진할 수 있습니다. 예를 들어, 철 이온과 아연 이온은 PVC 수지의 분해 반응을 위한 촉매제입니다. 따라서 산화철(적색, 황색, 갈색 및 검정색) 안료나 산화아연, 황화아연 및 납분말과 같은 백색 안료를 사용하면 PVC 수지의 열 안정성이 저하됩니다. 일부 착색제는 PVC 수지의 분해 생성물과 반응할 수 있습니다. 예를 들어, 군청색 안료는 내산성이 낮기 때문에 PVC 착색 과정에서 PVC 분해로 생성된 염화수소와 상호 작용하여 적절한 색상을 잃게 됩니다. 따라서 PVC 착색시 사용되는 수지 및 관련 첨가제의 특성과 안료의 특성을 함께 고려해야 한다. 착색제를 선택할 때 다음 사항에 유의해야 합니다.
안료의 특정 금속 이온은 폴리염화비닐 수지의 열산화 분해를 촉진합니다.
측정 방법은 180°C로 가열했을 때 안료와 폴리에틸렌의 색상 변화를 측정하는 것입니다. 안료의 금속 이온은 PVC의 분해를 촉진하여 색상 변화를 유발합니다. 동시에 레드 레이크를 동일하게 첨가하면 PVC에서 서로 다른 색상 차이가 발생할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 예를 들어, 칼슘이 포함되어 있으면 색상 차이가 적습니다. 망간이 포함되면 색상 차이가 커집니다. 이는 망간 및 기타 금속이 PVC의 탈염화수소화를 촉진하기 때문입니다.
폴리염화비닐 착색에는 황화물 착색제(카드뮴 레드 등)가 사용되며, 착색제의 분해로 인해 황화수소가 방출될 수 있습니다. 흑연 황화물의 형성을 방지하기 위해 이러한 유형의 착색제는 납 안정제와 혼합해서는 안 됩니다.
폴리염화비닐의 전기 절연에 대한 안료의 영향
케이블 재질로는 폴리에틸렌과 마찬가지로 폴리염화비닐도 착색 후 전기적 특성을 고려해야 합니다. 특히 폴리염화비닐은 폴리에틸렌에 비해 절연성이 떨어지기 때문에 안료의 영향이 더 크다. 이는 유기안료보다 무기안료를 사용할 때 PVC의 전기절연성이 더 우수함을 보여준다(퍼니스 블랙 및 아나타제 이산화티타늄 제외).
유동성
마이그레이션은 가소화된 PVC 제품과 염료 또는 유기 안료를 사용할 때만 발생합니다. 마이그레이션이란 주변 용제에 용해된 일부 염료나 유기안료가 가소제를 거쳐 PVC 제품 표면으로 침투하고, 용해된 염료(안료) 입자도 제품 표면으로 이동하여 간접 블리딩, 용제 블리딩 또는 지독한.
또 다른 문제는 "스케일링"입니다. 이는 착색제가 용해도가 낮거나 전혀 상용성이 없기 때문에 착색 공정 중에 착색제가 시스템에서 방출되어 처리 장비의 표면(예: 내벽)에 침전되는 것을 의미합니다. 압출기 배럴과 다이 구멍의 내벽).
내후성
다양한 기후에 견딜 수 있는 안료의 능력을 나타냅니다. 여기에는 가시광선과 자외선, 습기, 온도, 대기 염소화, 제품 사용 중 직면하게 되는 화학 물질 등이 포함됩니다. 가장 중요한 내후성은 퇴색 방지, 초킹 저항성 및 물리적 특성의 내구성을 포함합니다. 유기 안료는 구조가 다르며 더 좋거나 나쁩니다. 또한, 백색안료를 함유하는 제제에서는 색소의 내후성에 심각한 영향을 미치게 된다.
안료의 퇴색, 어두워짐 또는 색상 변화는 일반적으로 안료의 반응성 유전자에 의해 발생합니다. 이러한 반응성 유전자는 대기 중의 수분이나 화학 물질(산 및 염기)과 반응할 수 있습니다. 예를 들어, 카드뮴 황색은 습기와 햇빛에 의해 퇴색되는 반면, 리톨 레드는 내광성이 뛰어나 대부분의 실내 용도에 적합하지만, 산 및 알칼리 성분이 있는 실외에서 사용할 경우 심하게 퇴색됩니다.
탈염소화의 판정방법은 JIS-K-6723에 준거하고, 측정온도는 180℃이다. 무색 폴리염화비닐 복합체의 탈염소화 시간을 기준으로 하여 연장시간이나 지연시간을 5%와 10% 간격으로 측정한다. 음수 값은 분해 가속화를 나타냅니다.
안정
염화비닐수지의 연화점은 75~80℃ 정도로 낮고 취성온도는 -50~-60℃보다 낮다. 대부분의 제품의 장기간 사용 온도는 55℃를 초과해서는 안 되며 특수 제조법은 90℃에 도달할 수 있습니다. 폴리염화비닐 수지가 내부 분지 및 불포화 결합이 없는 순수 선형 구조인 경우, C-Cl 결합 에너지는 상대적으로 작지만 폴리염화비닐 수지의 안정성은 상대적으로 높아야 합니다. 그러나 순도가 매우 높은 염화비닐 수지라도 100℃ 이상에서 장시간 자외선에 노출되면 염화수소 가스가 방출되기 시작합니다. 이는 분자 구조에 날카로운 그룹이나 불안정한 구조가 있음을 나타냅니다. 시간이 길어질수록 열화가 심해지고, 온도가 높을수록 열화 속도는 빨라지며, 산소나 공기가 있는 곳에서는 열화 속도가 더욱 빨라집니다.
전기적 특성
폴리염화비닐은 물과 같은 전도성 물질과 강한 친화력을 갖는 극성 고분자입니다. 따라서 무극성 폴리올레핀에 비해 저항은 낮지만 부피 전하 및 항복 전압은 여전히 높습니다. 폴리염화비닐의 극성기는 주쇄에 직접 부착되어 있습니다. 유리 전이 온도 이하에서는 쌍극자 세그먼트가 동결된 구조의 주쇄 원자에 의해 제한되어 움직일 수 없습니다. 따라서 쌍극자 효과가 발생하지 않으며, 상온에서 고주파 절연재료로 사용할 수 있습니다. 와이어 절연에 사용되는 경우 서스펜션 수지의 전기 절연성은 서스펜션 수지의 전기 절연성보다 10~100배 더 높습니다. 분해로 인해 생성된 염화물 이온이 존재하면 전기 절연이 저하됩니다.
물리 화학적 특성
폴리염화비닐은 약간 노랗고 반투명하며 광택이 나는 외관을 가지고 있습니다. 폴리에틸렌과 폴리프로필렌보다 더 투명하지만 덜 투명합니다. 폴리스티렌. 첨가제의 양에 따라 연질과 경질 폴리염화비닐로 나뉜다. 연질 제품은 부드럽고 질기며 끈적끈적한 느낌이 든다. 경질 제품은 저밀도 폴리에틸렌보다 경도가 높지만 폴리프로필렌보다 경도가 낮으며 구부러진 부분에서 하얗게 변한다. 안정적이며 산과 알칼리에 쉽게 부식되지 않으며 비교적 열에 강하다.
폴리염화비닐은 난연성(난연성 값 40 이상), 높은 내화학성(농염산, 90% 황산, 60% 질산, 20% 수산화나트륨에 대한 저항성), 기계적 강도 및 전기절연성이 좋은 장점이 있습니다. .
폴리염화비닐은 빛과 열에 대한 안정성이 좋지 않습니다. 연화점은 80℃이고, 130℃에서 분해되기 시작합니다. 가열 안정제가 없으면 폴리염화비닐은 100℃에서 분해되기 시작하여 130℃ 이상에서 더 빨리 분해됩니다. 가열하면 염화수소 가스(염화수소 가스는 독성이 있음)를 방출하고 흰색에서 연한 노란색, 빨간색, 갈색, 검은색으로 색이 변합니다. 자외선과 햇빛 속의 산소는 폴리염화비닐을 광산화 분해시켜 폴리염화비닐의 유연성을 감소시키고 결국 부서지기 쉬운 상태로 만들 수 있습니다. 이것이 일부 PVC 플라스틱이 시간이 지남에 따라 노란색으로 변하고 부서지기 쉬운 이유입니다.
안정적인 물리적, 화학적 특성을 가지며 물, 알코올, 휘발유에 불용성이며 가스 및 수증기 투과성이 낮습니다. 실온에서는 염산, 90% 미만의 황산, 50-60%의 질산, 20% 미만의 가성소다 용액의 모든 농도를 견딜 수 있으며 화학적 부식에 대한 저항력이 어느 정도 있습니다. 염에는 매우 안정적이지만 에테르, 케톤, 염소화 지방족 탄화수소 및 방향족 탄화수소와 같은 유기 용매에 용해될 수 있습니다.
산업용 폴리염화비닐 수지는 주로 비정질 구조이지만 일부 결정성 영역(약 5%)도 포함하므로 폴리염화비닐에는 뚜렷한 융점이 없습니다. 약 80°C에서 연화되기 시작하고 열 변형 온도(1.82MPa 하중 하에서)는 70-71°C입니다. 압력 하에서 150°C에서 흐르기 시작하고 천천히 염화수소를 방출하기 시작하여 폴리염화비닐의 색상이 노란색에서 빨간색, 갈색 또는 검은색으로 변합니다.
공업용 폴리염화비닐의 중량평균분자량은 48000~48000 범위이고, 해당 수평균분자량은 20000~19500이다. 대부분의 산업용 수지의 중량 평균 분자량은 100000-200000이고 수 평균 분자량은 45500-64000입니다. 경질 폴리염화비닐(가소제 없음)은 기계적 강도, 내후성, 난연성이 우수합니다. 단독으로 구조재로 사용할 수 있으며 화학산업의 파이프, 플레이트, 사출성형제품 제조에 적용할 수 있습니다. 경질 폴리염화비닐을 보강재로 사용할 수 있습니다.
밀도: 1380kg/m³
영의 탄성 계수(E): 2900-3400MPa
인장강도(σt): 50-80MPa
파단 신장률: 20-40%
유리전이온도 : 87℃
융해점 : 212 ℃
연화온도 : 85℃
열전도율(λ): 0.16W/(m·K)
열팽창 계수(α): 8×10^-5/K
열용량(c) : 0.9kJ/(kg·K)
수분 흡수(ASTM): 0.04-0.4
굴절률: 1.52~1.55
폴리염화비닐의 가장 큰 특징은 난연성이기 때문에 방화용도로 널리 사용됩니다. 그러나 폴리염화비닐은 연소 시 염화수소와 다이옥신 등 기타 독성 가스를 방출합니다.
폴리염화비닐의 연소는 두 단계로 나누어진다. 먼저 240℃~340℃에서 이중결합을 함유한 염화수소 가스와 디엔을 연소 분해한 후 400~470℃에서 탄소 연소가 일어난다.
그것은 저렴하고 널리 사용되는 세계 최대의 플라스틱 제품 중 하나입니다. 폴리염화비닐수지는 백색 또는 담황색 분말이다. 다양한 용도에 따라 다양한 첨가제를 첨가할 수 있으며 폴리염화비닐 플라스틱은 다양한 물리적, 기계적 특성을 나타낼 수 있습니다. 염화비닐수지에 적당량의 가소제를 첨가하면 단단하고 부드러우며 투명한 다양한 제품을 만들 수 있습니다.
순수 폴리염화비닐의 밀도는 1.4g/cm1.15이고, 가소제와 충전재가 첨가된 폴리염화비닐 플라스틱 부품의 밀도는 일반적으로 2.00~XNUMXg/cmXNUMX입니다.
경질 폴리염화비닐은 인장, 굽힘, 압축, 충격 저항이 우수하며 단독으로 구조재로 사용할 수 있습니다.
연질 염화비닐의 부드러움, 파단신율, 내한성은 증가하지만 취성, 경도, 인장강도는 감소합니다.
폴리 염화 비닐은 전기 절연성이 우수하여 저주파 절연 재료로 사용할 수 있습니다. 화학적 안정성도 좋습니다. 그러나 열 안정성이 낮기 때문에 장기간 가열하면 분해되어 HCL 가스가 방출되고 폴리염화비닐이 변색됩니다. 따라서 적용 범위가 상대적으로 좁고 작동 온도는 일반적으로 -15~55°C입니다.
PVC 경도 값 간의 변환 Pa (Pa) 그리고 쇼어 경도는 다음과 같습니다.
| Pa | 해안 경도 |
| 45 | 89±2, 87~91A |
| 50 | 86±2, 84~88A |
| 55 | 83±2, 81~85A |
| 60 | 80±2,78~82A |
| 65 | 78±2, 76~80A |
| 70 | 75±2~73A |
| 75 | 72±2, 70~74A |
| 80 | 69±2~67A |
| PVC 경도 비교표 | |||
| 파스칼 경도 | 두께 | 쇼어 경도 시험 값 | 평균 경도 값 |
| 30P | 6mm | 93-96도 | 94.5 ° |
| 35P | 6mm | 87-93도 | 90 ° |
| 38P | 6mm | 89-90도 | 89.5 ° |
| 40P | 6mm | 88-90도 | 89 ° |
| 45P | 6mm | 84-90도 | 85 ° |
| 50P | 6mm | 82-83도 | 82.5 ° |
| 55P | 6mm | 70-80도 | 79 ° |
| 60P | 6mm | 74-76도 | 75 ° |
| 65P | 6mm | 73-75도 | 74 ° |
| 70P | 6mm | 72-74도 | 73 ° |
| 75P | 6mm | 70-70.5도 | 70 ° |
| 80P | 6mm | 67-68도 | 67.5 ° |
| 85P | 6mm | 64-66도 | 65 ° |
| 90P | 6mm | 63-64도 | 63.5 ° |
| 95P | 6mm | 58-60도 | 59 ° |
| 100P | 6mm | 57-59도 | 58 ° |
| 110P | 6mm | 54-56도 | 55 ° |
| 또 다른 경도 비교 차트 | |
| Pa | 해안 경도 |
| 30 | 95 2 ± |
| 45 | 90 2 ± |
| 50 | 88 2 ± |
| 60 | 84 2 ± |
| 70 | 80 2 ± |
| 80 | 76 2 ± |
| 90 | 72 2 ± |
| 95 | 68 2 ± |
| 105 | 64 2 ± |
| 참고: 쇼어 경도 값은 15초 판독값입니다. | |
성형조건
엄밀한 PVC
파이프 온도: 160-190℃
금형 온도: 40-60℃
건조온도 : 80℃×2h
사출 압력: 700-1500 kg/cm²
밀도 : 1.4g / cm³
성형 수축률: 0.1-0.5%
두께: 2.0-50.mm
수분 흡수(24시간): 0.1-0.4%
녹는 연화점: 89℃
열변형온도 : 70℃
소프트 PVC
파이프 온도: 140-170℃
금형 온도: 40-60℃
건조온도 : 80℃×2h
주입 압력: 600-1500kg/cm²
밀도 : 1.4g / cm³
성형 수축률: 0.1-0.5%
두께: 2.0-50.mm
수분 흡수(24시간): 0.1-0.4%
녹는 연화점: 85℃
열변형온도 : 55℃
재료 가공
PVC 플라스틱은 형태가 다양하며 압축, 압출, 사출, 코팅 등 다양한 방법으로 가공됩니다. PVC 수지의 입자 크기, 어안, 부피 밀도, 순도, 외부 불순물 및 다공성은 모두 가공성에 영향을 미칩니다. ; 페이스트 수지는 페이스트의 점도와 겔화 특성을 고려해야 합니다.
폴리염화비닐은 수축률이 작은 비정질 중합체입니다. 수분 제거, 가소화 효과 강화, 기포 방지를 위해 가공 전 분말을 예열해야 합니다. 더욱이 PVC는 분해되기 매우 쉽습니다. 특히 고온(분해 온도 200도)에서 강철 및 구리와 접촉할 경우 더욱 그렇습니다. 성형 온도 범위가 작으므로 재료 온도를 엄격하게 제어해야 합니다. 스크류 사출기와 직선형 노즐을 사용할 때는 사각지대에서 재료가 정체되는 것을 방지하기 위해 구멍이 커야 합니다. 금형 주조 시스템은 거칠고, 게이트 섹션이 커야 하며, 금형을 냉각해야 하며, 금형 온도는 30~60℃, 재료 온도는 160~190℃여야 합니다.
유리전이온도(Tg, 80℃) 이하에서는 폴리염화비닐이 유리상태입니다. Tg에서 점성유동온도(Tf, 약 160℃)까지는 가소성을 지닌 고탄성 고무상태이다. Tf부터 열분해 온도(Td)까지 점성 유동 상태가 되며, 온도가 높을수록 유동하기 쉬워진다. 온도가 Td를 초과하면 PVC는 다량의 염화수소(HCl)를 분해하여 소재의 화학적 안정성과 물리적 특성을 잃게 되므로 Td가 가공 및 성형의 상한온도이다. 폴리에틸렌은 분자간 힘이 강하기 때문에 분해 온도에 가까워도 Tf가 매우 높기 때문에 Tf를 줄이려면 가소제를 첨가해야 합니다. 한편, 가공 및 성형을 수행하기 전에 PVC의 Td를 높이기 위해 안정제를 첨가해야 합니다.
유리전이온도(Tg)는 분자 사슬 분절 구조와만 관련이 있고 분자량과는 거의 무관한 반면, 점도 유동온도(Tf)는 고분자 사슬이 움직이기 시작하는 온도로 분자량과 관련이 있습니다. 분자량이 클수록 Tf가 높아지므로, 사출 성형과 같은 일부 가공 및 성형 공정에서는 수지의 분자량을 적절히 낮춰야 합니다. 중국에서 생산되는 현탁형 폴리염화비닐 수지는 분자량에 따라 1~7등급으로 나뉩니다. 일련번호가 클수록 분자량이 작습니다. XJ-4(XS-4)부터 XJ-7(XS-7) 등급의 수지는 주로 경질 파이프, 경질 판재 등을 만드는 데 사용됩니다. 다른 등급의 수지는 분자량이 낮아 Tf를 낮추기 위해 많은 양의 가소제를 첨가해야 하므로 주로 연질 제품을 만드는 데 사용됩니다. 평균 중합도가 1000 미만인 폴리염화비닐(PVC)을 저중합 폴리염화비닐이라고 하며, 가공성이 우수합니다. 가공 시 가소제 첨가량을 줄일 수 있어 가소제 이동으로 인한 노화 가속화를 방지할 수 있습니다. 저중합 폴리염화비닐 제품은 투명도가 뛰어나 건축 자재, 식품 및 의약품 포장재, 유기 유리 제품 대체재 등으로 널리 사용됩니다.
폴리염화비닐 용융물은 비뉴턴 유사유체입니다. 전단율이 클수록 겉보기 점도는 작아지고 변화는 매우 민감합니다. 온도가 상승해도 점도는 크게 감소하지 않습니다. 플라스틱이 분해온도 이하이더라도 장시간 고온에 방치되면 열적, 산화적으로 분해되어 성능에 영향을 미치게 됩니다. 따라서 폴리염화비닐 용융물의 유동성을 향상시키기 위해서는 전단율을 높이는 것(압력을 높이는 것)이 주로 고려되어야 한다. 실제로 외력을 증가시키면 거대분자의 이동에 도움이 되고, Tf가 감소하며, 거대분자는 더 낮은 온도에서 흐를 수 있습니다.
주요 응용 프로그램
염화비닐 프로필
프로파일과 특수 형상 재료는 중국 PVC의 가장 큰 소비 영역으로 전체 PVC 소비의 약 25%를 차지합니다. 주로 문과 창문, 에너지 절약 재료를 만드는 데 사용됩니다. 중국 내 적용 규모는 여전히 크게 증가하고 있습니다. 선진국에서는 플라스틱 문과 창문의 시장 점유율도 독일 50%, 프랑스 56%, 미국 45% 등 가장 높다.
PVC 파이프
수많은 PVC 제품 중에서 PVC 파이프는 두 번째로 큰 소비자로 소비량의 약 20%를 차지합니다. 중국에서는 PVC 파이프가 PE 파이프 및 PP 파이프보다 먼저 개발되었으며 다양성, 우수한 성능 및 광범위한 용도로 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다.
폴리염화비닐 필름
PVC 필름 분야에서 PVC의 소비는 10위로 약 XNUMX%를 차지합니다. PVC를 첨가제와 혼합하여 가소화한 후 XNUMX롤러 또는 XNUMX롤러를 사용하여 지정된 두께의 투명 또는 유색 필름으로 만듭니다. 캘린더. 이렇게 가공된 필름은 캘린더 필름이 됩니다. 또한 절단 및 열 밀봉을 통해 포장 백, 레인코트, 식탁보, 커튼, 팽창식 장난감 등으로 가공할 수 있습니다. 넓은 투명 필름은 온실, 플라스틱 온실 및 지상 필름에 사용할 수 있습니다. 이축 연신 필름은 열로 인해 수축되는 특성이 있어 수축 포장에 사용할 수 있습니다.
PVC 경재 및 시트
PVC에는 안정제, 윤활제 및 충전제가 첨가됩니다. 혼합 후 PVC는 압출기를 사용하여 경질 파이프, 특수 형상 파이프 및 다양한 구경의 주름관으로 압출될 수 있으며, 이는 하수관, 식수관, 전선 케이싱 또는 계단 난간으로 사용할 수 있습니다. 압연된 시트를 겹쳐서 열간 압착하여 다양한 두께의 단단한 판을 만들 수 있습니다. 플레이트는 필요한 모양으로 절단한 다음 PVC 용접봉을 사용하여 뜨거운 공기로 다양한 내화학성 저장 탱크, 공기 덕트 및 컨테이너에 용접할 수 있습니다.
PVC 일반 연질제품
압출기는 호스, 케이블, 와이어 등을 압출하는 데 사용할 수 있습니다. 사출 성형기는 다양한 금형과 함께 사용하여 플라스틱 샌들, 밑창, 슬리퍼, 장난감, 자동차 부품 등을 만들 수 있습니다.
PVC 포장재
폴리염화비닐 제품은 각종 용기, 필름, 하드시트 등의 포장에 주로 사용됩니다. PVC 용기는 주로 생수, 음료수, 화장품 병을 생산하는 데 사용되며 정제유 포장에도 사용됩니다. PVC 필름은 다른 폴리머와 공압출하여 저렴한 가격의 적층 제품은 물론 차단성이 우수한 투명 제품을 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 폴리염화비닐 필름은 매트리스, 천, 장난감 및 산업용품을 포장하는 데 사용되는 신축성 또는 열수축 포장에도 사용할 수 있습니다.
PVC 사이딩 및 바닥재
PVC 사이딩은 주로 알루미늄 사이딩을 대체하는 데 사용됩니다. PVC 수지의 일부 외에도 PVC 바닥 타일의 나머지 구성 요소는 재활용 재료, 접착제, 필러 및 기타 구성 요소입니다. 주로 공항 터미널 및 기타 장소의 딱딱한 바닥에 사용됩니다.
PVC 일일 소비재
수하물 가방은 PVC로 만든 전통적인 제품입니다. PVC는 수하물 가방, 농구, 축구, 럭비와 같은 스포츠 제품의 다양한 인조 가죽을 만드는 데 사용됩니다. 또한 유니폼 및 특수 보호 장비용 벨트를 만드는 데에도 사용할 수 있습니다. 의류용 PVC 직물은 일반적으로 비옷, 아기 바지, 인조 가죽 자켓 및 다양한 장화와 같은 흡수성 직물(코팅이 필요하지 않음)입니다. PVC는 장난감, 음반, 스포츠 장비 등 다양한 스포츠 및 엔터테인먼트 제품에 사용됩니다. PVC 장난감 및 스포츠 장비는 생산 비용이 저렴하고 성형이 용이하여 성장률이 크며 장점이 있습니다.
PVC코팅제품
안감이 있는 인조가죽은 천이나 종이에 PVC 페이스트를 도포한 후 100°C 이상에서 가소화하여 만들어집니다. PVC와 첨가제를 먼저 필름으로 감은 다음 뒷면을 눌러 압착하여 만들 수도 있습니다. 뒷면이 없는 인조가죽을 캘린더로 일정 두께의 부드러운 시트에 직접 감은 후 패턴을 넣어 압착하는 방식입니다. 인조가죽은 여행가방, 가방, 책커버, 소파, 카시트 쿠션 등을 만드는데 사용되며, 바닥가죽은 건축물의 바닥재로 사용됩니다.
PVC 발포 제품
연질 PVC를 혼합할 때 적당량의 발포제를 첨가하여 시트를 만들면 발포 성형되어 발포 플라스틱으로 성형되어 발포 슬리퍼, 샌들, 깔창, 충격 방지 및 완충 포장재로 사용할 수 있습니다. 또한 압출기를 통해 거품이 적은 경질 PVC 시트 및 프로파일로 만들 수 있어 목재를 대체할 수 있는 새로운 유형의 건축 자재입니다.
PVC 투명 시트
PVC에 충격 개질제와 유기주석 안정제를 첨가하여 혼합, 가소화, 캘린더링하여 투명한 시트를 만든다. 얇은 벽의 투명한 용기로 만들거나 진공에 사용할 수 있다. 물집 열성형으로 포장할 수 있으며, 우수한 포장재 및 장식재입니다.
기타
문과 창문은 단단한 특수 모양의 재료로 조립됩니다. 일부 국가에서는 목재 문 및 창문, 알루미늄 창문 등과 함께 문 및 창문 시장을 점유했습니다. 모조 목재 재료, 강철 대체 건축 자재(북부, 해안); 속이 빈 용기.
가상회선은 패킷교환망에서 제공하는 서비스 중 하나이다(다른 하나는 데이터그램 서비스). 간단히 말해서 네트워크 내의 제어 메커니즘을 통해 사용자 호스트 간에 가상 논리적 연결을 설정하고 전송되는 패킷의 정확성과 순서를 보장하는 것입니다. 가상회선의 구축과 제거는 통신 전후에 이루어져야 한다. 영구 가상회선은 네트워크 초기화 시 구축되는 가상회선으로, 해당 가상회선은 항상 유지된다. X.25 네트워크와 B-ISDN은 모두 PVC 서비스를 제공합니다. PVC 비닐봉지는 일반적으로 금지됩니다.
신소재 연구
현재 중국의 연간 변성 플라스틱 수요량은 약 5만톤으로 전체 플라스틱 소비량의 약 10%를 차지하며 이는 세계 평균보다 훨씬 낮다. 중국의 XNUMX인당 플라스틱 소비량과 세계 선진국의 플라스틱 소비량 사이에는 여전히 큰 격차가 있습니다. 중국 변형 플라스틱 산업의 신속하고 안정적인 발전을 달성하기 위해서는 혁신적인 기술이 미래 발전의 열쇠입니다.
화학산업 분석가들은 현재 중국 변성 플라스틱 산업의 전반적인 발전 수준이 그리 높지 않다고 생각한다. 업계의 기업 생산 규모는 일반적으로 작습니다. 시중에는 50차 제품이 많고 중간 제품의 품질이 안정적이지 않으며 고급 제품이 부족합니다. 이는 현재 중국의 사회경제적 발전 요구를 충족시키기에는 거리가 멀다. 변성플라스틱은 새로운 화학재료 분야의 중요한 부분으로서 중국 발전의 핵심 과학기술 분야 중 하나로 선정되었습니다. 중국에서는 다양한 정책이 도입된 이후 변형 플라스틱 산업의 발전이 더욱 촉진될 것입니다. 자동차와 가전산업은 변성 플라스틱 개발의 핫스팟으로 전체의 XNUMX% 이상을 차지한다.
플라스틱은 자동차 산업에서 50년 이상 사용되어 왔습니다. 자동차가 경량화와 에너지 절약으로 이동함에 따라 재료에 대한 요구 사항이 높아졌습니다. 1kg의 플라스틱은 강철과 같은 더 무거운 재료 2~3kg을 대체할 수 있고 자동차 자체 무게가 10% 감소할 때마다 연료 소비를 6%~8% 줄일 수 있습니다. 따라서 자동차에서 개질 플라스틱의 양을 늘리면 전체 차량의 비용과 무게를 줄이고 에너지 절약 효과를 얻을 수 있습니다. 승용차와 상용차에 사용되는 다양한 플라스틱의 양도 다릅니다. 작년에는 개질 PP, PC 합금 및 개질 ABS 각각 약 1.1463만151,300톤, 149,700만1톤, 3만XNUMX톤이었다. 중국의 가전제품용 개질 플라스틱 시장은 주로 외국 기업이 점유하고 있으며, 국내 개질 플라스틱 기업은 시장 점유율의 XNUMX/XNUMX도 채 되지 않는다. 국내 기업의 제품은 대부분 저기술, 저표준 수준에 국한되어 있어 고성능 요구 사항이 있는 분야를 개척할 수 있는 능력이 분명히 부족하다.
“2009-2012 중국 개조 플라스틱 산업 시장 분석 및 투자 가치 연구 보고서”에 따르면, 사람들의 생활 수준이 크게 향상되고 기술 수단이 개선됨에 따라 “강철을 플라스틱으로 대체”하고 “나무를 플라스틱으로 대체”하는 것이 중국에서 트렌드가 될 것입니다. 중국에서 가장 빠르게 발전하고 큰 발전 잠재력을 가진 하위 산업으로서 플라스틱 가공 산업계에 따르면 변형 플라스틱 산업은 향후 10년간 중국 전체 시장 수요에서 XNUMX% 이상의 성장률을 유지할 것으로 예상된다.
PVC는 강철을 플라스틱으로 대체합니다.
PVC 개질 기술에 대한 연구를 통해 고급 내부 가소화 기술 및 첨가제 공식을 사용하여 PVC 플라스틱 강철의 기계적 및 전기적 특성을 보장하고 난연성 성능을 향상시키며 제품은 고강도, 내식성의 장점을 갖습니다. , 난연성, 우수한 단열 성능, 경량 및 편리한 시공. 전기 배선 시스템의 강관을 완전히 대체할 수 있습니다.
PVC는 목재를 플라스틱으로 대체합니다.
PVC 목재-플라스틱 복합재료는 폐목재 섬유와 플라스틱을 주원료로 하여 적절한 가공 보조제를 보충하고 열간 압착하여 제조한 새로운 유형의 복합 재료입니다. 그 제품은 재생 가능한 자원과 석유 제품의 재활용 개념을 완전히 구현하고 있으며 목재 및 석유 자원 부족과 심각한 환경 오염이라는 현재의 문제를 완화하는 데 큰 의미가 있습니다.
PVC를 주원료로 하는 주택 건축자재 제품은 연평균 15% 이상의 성장률을 보이며 중국 플라스틱 산업의 두 번째로 큰 기둥이 되었습니다. 향후 10년 동안 우리나라의 주택 건설 면적은 30억 평방미터에 달할 것으로 예상됩니다. 이러한 건물이 기존 기준에서 50%의 에너지 절약을 달성할 수 있다면 에너지 절약형 건축자재에 대한 시장 수요는 수십조 위안에 달할 수 있으며 이는 실내 에너지 절약형 장식자재 개발에 거대한 공간을 제공할 수 있다. 오랫동안 건축자재 산업은 높은 에너지 소비와 높은 오염을 특징으로 해왔습니다. 저탄소 경제의 요구 사항에 적응하기 위해 주택 건축 자재 회사는 수년간의 연구 개발 끝에 목재 대신 플라스틱을 사용하는 PVC 고시뮬레이션 건축 자재를 개발했으며 이는 완벽하게 결합된 가정용 제품이 되었습니다. 저탄소와 실용성.
업계 전문가들은 목재를 플라스틱으로 대체하는 PVC 건축자재는 비용을 절감할 뿐만 아니라 재활용이 가능하고 환경적으로 지속가능한 발전과 순환경제라는 일반적인 추세에 부합한다고 지적합니다.
식별 방법
PVC의 기존 식별 방법은 일반적으로 다음 세 가지 범주로 분류됩니다.
연소 식별
연화 또는 녹는 온도 범위: 75~90℃;
연소 조건: 점화 후 자기 소화성;
불타는 불꽃 상태: 상단은 노란색, 연기가 있는 하단은 녹색; 화재를 떠난 후의 상황: 진화됨; 냄새: 자극적이고 신맛이 나는 냄새.
이 방법은 가장 간단하고 직접적이며 일반적으로 첫 번째 선택입니다.
용매 처리 식별
용매: 테트라히드로푸란, 시클로헥사논, 디메틸포름아미드;
비용매: 메탄올, 아세톤, 헵탄.
의심되는 PVC 플라스틱을 위의 용매에 첨가하고 플라스틱의 용해를 관찰하면 PVC인지 여부를 확인할 수 있습니다. 용해 효과는 용매를 가열한 후에 더욱 분명해집니다.
중력법
PVC의 비중은 1.35~1.45로 일반적으로 1.38 정도이다. 폴리염화비닐과 기타 플라스틱은 비중의 차이나 비중 측정 방법으로 구분할 수 있습니다. 그러나 PVC는 가소제, 개질제, 충진제를 첨가하여 비중과 경도에 큰 차이를 갖도록 만들 수 있고 일부 성분의 첨가로 인해 PVC 플라스틱의 많은 특성도 변하기 때문에 일반적으로 사용되는 식별 방법은 효과적이지 않습니다. , 심지어 현상까지 변해 정확한 판단이 불가능합니다. 예를 들어, 밀도 측면에서 가소화 폴리염화비닐(약 40% 가소제 함유)은 1.19~1.35입니다. PVC 경질 제품은 1.38~1.50으로 늘렸다. 고충진 PVC 제품의 경우 밀도가 2를 초과하는 경우도 있습니다.
또한, 물질에 염소가 함유되어 있는지 여부를 판단하여 판별할 수도 있으나 염화비닐 공중합체, 클로로프렌 고무, 폴리염화비닐리덴, 염소화 폴리염화비닐 등은 모두 염소 함유율이 높기 때문에 피리딘 색을 통해서도 식별해야 합니다. 반응. 테스트 전에 샘플을 에테르로 추출하여 가소제를 제거해야 합니다. 시험방법은 에테르벤젠과 함께 채취한 시료를 테트라히드로푸란에 녹인 후 불용성 성분을 걸러내고 메탄올을 첨가하여 침전시킨 후 추출 후 75도 이하에서 건조시키는 것이다. 소량의 건조된 시료는 1mL의 피리딘과 반응할 필요가 없습니다. 몇 분 후 2% 수산화나트륨메탄올용액(수산화나트륨 3g을 메탄올 5mL에 녹인 것) 1~20방울을 첨가하여 즉시 색을 관찰하고, 각각 5분 및 1시간 후에 다시 관찰한다. 다양한 염소 함유 플라스틱은 색상을 기준으로 식별할 수 있습니다.
일상생활 속에서 우리는 차별화가 필요한 PVC, PE 플라스틱 필름(가방)에 더 많이 노출되어 있습니다. 간단한 방법은 다음과 같습니다.
- 터치 방식
촉감이 매끄럽고 표면이 왁스 층으로 코팅 된 것 같습니다 (화학적으로 왁스 느낌이라고 함). 무독성 폴리에틸렌 필름 봉지인데, 염화비닐 필름은 약간 끈적한 느낌이 듭니다.
- 디더링 방법
손으로 흔들면 바삭바삭한 소리가 나며 가볍게 떠오르는 폴리에틸렌 필름봉지입니다. 손으로 흔들면 깊은 소리가 나는 염화비닐 필름봉지입니다.
- 연소 방법
불에 닿았을 때 가연성이 있고, 불꽃이 노랗고, 연소할 때 파라핀 같은 기름이 떨어지고, 촛불 연소 가스가 있으면 무독성 폴리에틸렌 필름 봉지입니다. 타기 쉽지 않은 경우 불에서 멀리 떨어져 있으면 꺼지고 불꽃은 녹색이며 염화 비닐 필름 봉지입니다.
- 침지법
비닐봉지를 물에 담그고 손으로 눌러주세요. 표면에 뜨는 것이 폴리에틸렌, 바닥에 가라앉는 것이 폴리염화비닐(폴리에틸렌의 밀도는 물의 밀도보다 낮고, 폴리염화비닐의 밀도는 물의 밀도보다 높으며, 상온에서는 각각 약 0.92g/cm1.4 및 XNUMXg/cmXNUMX입니다.
구리선을 가져다가 빨간색으로 변할 때까지 불에 태운 다음 테스트 플라스틱 필름과 접촉시켜 화학 변화를 일으킨 다음 플라스틱 구성 요소에 담근 구리선을 다시 불꽃에 넣을 수도 있습니다. 이때 주의 깊게 관찰해야 한다. 다채롭고 눈부신 녹색 불꽃이 나타난다면 이 플라스틱 소재에는 염소가 포함되어 있어 폴리염화비닐 소재에 속한다는 의미입니다.
건강과 안전
하락
Aspergillus fumigatus는 가소화된 폴리염화비닐을 분해할 수 있습니다. Phanerochaete chrysosporium은 미네랄 염 한천의 PVC에서 재배되었습니다. Ascomyces chrysosporium, Aspergillus niger, Aspergillus niger 및 Aspergillus sidovi는 PVC를 효과적으로 분해할 수 있었습니다.
가소제
프탈레이트는 일반적으로 플라스틱에 가소제로 첨가됩니다. 프탈레이트는 폴리머 매트릭스에 공유 결합하지 않도록 설계되었으므로 침출에 매우 취약합니다. 프탈레이트는 플라스틱에서 고농도로 발견됩니다. 예를 들어, 프탈레이트는 IV 백에 중량 기준으로 최대 40%, 의료용 튜브에 중량 기준으로 최대 80%까지 포함될 수 있습니다. 장난감, 자동차 내부, 샤워 커튼, 바닥재 등 어디에서나 볼 수 있는 비닐 제품은 처음에는 화학 가스를 공기 중으로 방출했습니다.
납의 위험성
과거에는 가공성과 안정성을 향상시키기 위해 폴리염화비닐에 납을 첨가하는 경우가 많았으나 PVC 파이프에서 납이 식수로 침출될 수 있는 것으로 나타났습니다.
폴리염화비닐의 항산화제인 스테아린산납은 독성이 있습니다. 납염 항산화 폴리염화비닐(PVC) 제품은 에탄올, 에테르 및 기타 용매와 접촉할 때 납을 침전시킵니다. 납염이 함유된 폴리염화비닐을 식품 포장재로 사용하고 튀김 반죽, 튀김 케이크, 생선 튀김, 조리된 육류 제품, 케이크 및 스낵과 만나면 납 분자가 기름으로 확산되므로 폴리염화 비닐 봉투는 식품을 담는 데 사용할 수 없습니다. , 특히 기름이 함유된 식품. 또한 폴리염화비닐 플라스틱 제품은 약 50°C와 같은 더 높은 온도에서 염화수소 가스를 천천히 분해합니다. 이 가스는 인체에 유해하므로 폴리염화비닐 제품은 식품 포장에는 적합하지 않습니다.
염화비닐단량체
1970년대 초 염화비닐(일반적으로 염화비닐 단량체 또는 VCM으로 알려짐)의 발암성은 폴리염화비닐 산업 근로자의 암과 관련이 있었습니다. 구체적으로, 켄터키주 루이빌 근처 BF Goodrich 공장의 중합 부서 직원들은 희귀 질환인 혈관육종으로도 알려진 간의 혈관육종 진단을 받았습니다. 그 이후로 호주, 이탈리아, 독일, 영국의 폴리염화비닐 근로자에 대한 연구에서는 특정 유형의 직업병이 염화비닐 노출과 연관되어 있다는 사실이 밝혀졌으며, 염화비닐 단량체가 발암물질이라는 것이 받아들여졌습니다.
다이옥신(TCDD)
다이옥신 계열 중 가장 치명적인 물질인 TCDD는 발암물질이자 호르몬 분해물질이자 인간과 동물에게 매우 유해한 독성 화합물로 잘 알려져 있습니다. 폴리염화비닐이 연소될 때 생성되는 HCl은 염소 함량에 거의 비례합니다. 연구에 따르면 배출된 다이옥신의 염소는 연도 가스의 HCl에서 나온 것이 아닙니다. 대신, 대부분의 다이옥신은 탄소재 입자의 흑연 구조와 무기 염화물이 반응하여 응고된 상태로 생성됩니다. 구리는 이러한 반응의 촉매제입니다.
가정 폐기물 소각에 대한 연구에 따르면 PVC 농도가 증가함에 따라 다이옥신 생산량이 증가하는 것으로 나타났습니다. 매립지 화재는 환경 내 다이옥신의 더 큰 발생원이 될 수 있습니다. 국제적인 연구 조사에서는 노천 폐기물 소각의 영향을 받는 지역의 다이옥신 농도가 더 높다는 사실이 일관되게 밝혀졌으며, 동족체 패턴을 조사한 한 연구에서는 다이옥신 농도가 가장 높은 샘플이 "전형적인 PVC 열분해" 샘플이라는 사실을 발견했습니다.
두 번째로 큰 다이옥신 발생원은 의료 및 도시 폐기물 소각장입니다. 다양한 연구가 상충되는 결과로 수행되었습니다. 예를 들어, 상업용 규모의 소각장에 대한 한 연구에서는 폐기물 내 폴리염화비닐의 양과 다이옥신 배출 사이에 아무런 관계가 없는 것으로 나타났습니다. 다른 연구에서는 다이옥신 형성과 존재하는 염화물 양 사이의 명확한 상관관계를 보여 주었고 폴리염화비닐이 소각장에서 다이옥신과 PCBs 형성에 중요한 요소임을 시사했습니다.
기타
대부분의 일회용 의료 기기는 의료용 폴리염화비닐(PVC) 또는 폴리 카보네이트 (PC) 및 PVC 가공 중 열분해 생성물은 강철에 대한 부식성이 강하고 PC는 단단하고 끈적거리기 때문에 가소화된 부품에 대한 재료 요구 사항은 내식성, 내마모성 및 높은 연마 성능을 가져야 합니다. 대부분의 의료용 사출 성형기는 배럴 나사에 경질 크롬 도금을 사용하거나 스테인리스 스틸을 재료로 사용하여 기계 나사가 위의 특수 요구 사항을 충족하도록 합니다. 또한 가공 중 PVC의 열분해 중 가스 발생을 방지하기 위해 이동 및 고정 템플릿 표면에 알루미늄을 도금해야 하며 외부 판금도 알루미늄으로 도금하거나 스테인리스 스틸로 만들어야 합니다. 판금 접합부는 무독성 실리콘으로 밀봉하여 플라스틱 가공 중 발생하는 가스가 외부로 빠져나가는 것을 방지합니다(플라스틱 가공 중 발생하는 가스는 특수 장비로 수집한 다음 대기로 방출하기 전에 정화할 수 있음).
재활용
폴리염화비닐(PVC)은 재활용이 가능하며 수지 식별 코드는 "3"입니다.
