什么是PVC塑料？一文详解其特性、分类及常见制品

一、什么是PVC塑料

PVC材料原本呈现淡黄色半透明质感，表面带有光泽，其透光性能优于聚乙烯和聚丙烯，但不及聚苯乙烯，根据添加剂的多少，可以制成软质或硬质聚氯乙烯，软质产品摸起来柔软且略带粘性，硬质产品的坚固程度介于低密度聚乙烯和聚丙烯之间，在反复弯曲的地方容易显现出白色痕迹，常见的应用包括板材、管材、鞋底、玩具、门窗框架、电线包裹层以及文具等。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。

硬PVC

PVC材料分为两种类型，一种是软质PVC，另一种是硬质PVC。在市场上，硬质PVC大约占据三分之二的比例，而软质PVC则占三分之一的比例。软质PVC通常用于铺设地面、安装天花板以及制作皮革的表面层。然而，由于软质PVC中添加了使其柔软的添加剂（这也是软质PVC与硬质PVC的主要不同之处），这种材料容易变得脆弱，且不易长期保存，因此其应用范围受到了一定的限制。纯PVC不添加增塑剂，所以质地坚韧，加工方便，抗断裂能力强，无毒性无污染，耐储存，因而具备极高的实用价值潜力。接下来通篇将简称为PVC。PVC的基材是一种真空拉伸的薄膜，主要用作各种板材的表面装饰层，因此也称作装饰性薄膜、粘贴性薄膜，涉及建筑、包装、医药等多个领域。建筑产业在所有领域中占比最高，达到了六成，其次是包装产业，同时还存在一些其他仅限于特定领域应用的行业。

软PVC

二、PVC塑料主要性能

1.物理性能

聚氯乙烯树脂属于无定形的热塑性材料，在紫外线照射下，硬质聚氯乙烯会显现出淡蓝色或紫色的荧光反应，而软质聚氯乙烯则发出蓝色或蓝白色的荧光现象。当温度维持在20摄氏度时，该材料的折射系数为1.544，其比重值为1.40，但含有增塑剂和填料的制品，其密度通常介于1.15到2.00之间，其中软质聚氯乙烯泡沫材料的密度范围在0.08至0.48，而硬质泡沫材料的密度区间为0.03至0。08。PVC吸水率不大于0。5%。

聚氯乙烯的物理机械特性受树脂的分子大小、增塑剂以及填充物的比例影响。分子大小越大，那么力学性能、低温耐受性、热稳定性就越好，不过加工时需要的温度也高，塑形过程相对复杂；分子大小偏小则效果相反。填充物比例增加，抗拉伸能力会减弱。

2.热性能

聚氯乙烯树脂的软化点与分解温度非常接近。该物质在140℃时便开始分解，到了170℃分解速率显著加快。为确保成型加工顺利进行，针对聚氯乙烯树脂设定了两个关键工艺参数，分别是分解温度和热稳定度。分解温度指的是产生大量氯化氢时的温度值，而热稳定度则表示在特定温度环境（通常为190℃）下不大量释放氯化氢的持续时间。聚氯乙烯材质长时间置于一百度环境中，倘若不掺入碱性助剂，便会开始破损，一旦温度突破一百八十度，其破损速度会急剧加快。

多数聚氯乙烯制品在长时间使用时，温度不应高于55度，不过某些特殊配方的聚氯乙烯塑料在长期使用时，温度可以达到90度。软质聚氯乙烯制品在低温环境下会变得坚硬。聚氯乙烯分子因为含有氯元素，所以它以及它的共聚物通常能够抵抗火焰，不易燃烧，并且具有自熄特性，不会产生滴落现象。

3.稳定性

聚氯乙烯材质不够稳固，经光线与高温影响易损坏，其损坏时会产生氯化氢气体，分子构造会起变化，但改变幅度不大，另外在受力、接触氧气、存在异味、HCl以及某些金属离子时，其分解速度会加快

聚氯乙烯树脂脱除氯化氢之后，其分子主链上形成了连续的交替双键结构，同时物质的颜色也发生了转变。当氯化氢分解的量持续上升时，聚氯乙烯树脂会从初始的洁白状态，逐步转变为淡黄色、玫红色、紫红色、赭褐色，最终呈现为深黑色

4.电性能

PVC的导电特性受聚合物内残余物质多少、配方里各类助剂种类多少影响。这种特性还跟受热状况关联着，一旦受热致使PVC分解，因氯离子作用会削弱其绝缘能力，倘若生成大量氯离子而未能被碱性稳定剂（比如铅盐类）有效抵消，其绝缘性能就会显著变差。PVC不同于聚乙烯、聚丙烯这类非极性材料，其电学特性会随频率和温度的变化而改变，例如介电常数会随着频率的增加而减小。

5.化学性能

聚氯乙烯有极良好的化学稳定性能，用以作为防腐材料极有价值。

PVC在多数无机酸碱环境下能够保持稳定，加热时不会溶解而是发生分解，并释放出氯化氢气体。当它与氢氧化钾一起煮沸时，会生成一种棕色且难以溶解的不饱和化合物。PVC的溶解程度会受到分子量大小和聚合方式的影响。通常情况下，聚合物的分子量越高，其溶解度就越低，采用乳液法生产的树脂比悬浮法生产的树脂溶解性更差。它能够融入多种有机溶剂，包括甲己酮和环己酮这类酮类物质，甲苯与二甲苯这类芳香族化合物，以及二甲基甲酰和四氢呋喃等溶剂。在常温环境中，聚氯乙烯材料几乎不会被增塑剂浸透，但在高温条件下，其体积会发生明显膨胀，并且有可能会完全溶解。

6.加工性能

PVC属于非晶态聚合物，没有固定的熔化温度，当温度达到120至150摄氏度时能够展现塑性特征。它耐热性能相对较弱，在上述温度区间会产生微量氯化氢气体，进而引发更深入的化学分解过程。因此需要添加碱性物质作为稳定剂，并控制氯化氢的释放，以此来减缓其催化性裂解现象。纯PVC材质通常质地坚硬，必须掺入适量增塑剂才能变得柔韧，针对不同用途的产品，还需添加紫外线吸收物、填充物料、润滑物料、着色物料、防霉物料等辅助成分，用以提升PVC产品的综合表现水平，树脂的固有特性决定了制成品的品质优劣以及成型工艺的具体要求。PVC在加工方面的树脂特性包括：颗粒的尺寸，耐热能力，分子的大小，表面缺陷，堆积的紧密程度，成分的纯净度以及非固有成分，还有内部的空隙情况。对于PVC的糊状形态，还需要测量糊液的粘稠度和开始变稠的性能，这些都需要仔细检测，以便于控制生产过程和最终产品的品质。

三、PVC塑料和普通塑料的区别

PVC的生产过程高度依赖多种辅助材料，纯树脂粉末无法直接制成任何物品，必须掺入稳定成分，减摩物质，助熔剂等，柔性产品中还需加入增塑成分。

PVC树脂的制造过程，不一定要使用石油衍生物，这一点与其他常见塑料不同，所以它和石油产业的联系，远不如其他常见塑料那样紧密。

PVC材料在建筑行业应用广泛，它具备显著优点，户外环境下，由于降解方式特殊，自身物理特性减弱幅度远比其他材料小，同时成本也更经济。

四、PVC塑料的分类

1.软质PVC

软PVC因含有增塑剂而质地较软，却容易失去韧性，难以长期存放，因此它的应用领域受到一定限制。这种材料通常见于地面铺设、顶部装饰，以及人造革的制作过程中。

2.硬质PVC

它也被称作PVC-U，或者就是UPVC材质。硬质PVC不添加增塑剂，所以质地灵活，加工方便，不易开裂，没有毒性也不造成环境污染，而且耐用性强，因此具备很高的实用价值。它的用途非常多样：可用于制造管道系统、供水排水系统、防火电线电缆护套、电器设备的防火开关外壳、插座、各种型材、塑钢制品、部分车用挡泥板和保险杠等。

五、PVC污染成因

PVC材料中含有一些有害的化学成分和软化剂，这些成分有可能外泄或挥发；其中某些化学物质会扰乱生物体的激素平衡（损害繁殖能力），另一些则会提高患癌的概率；焚烧PVC废弃物会形成致癌的二噁英，从而污染空气环境。

常规的PVC材料，如电线、电缆等是相当严重的污染源。生产加工、应用过程以及最终处置环节，都会排放出许多有毒的有机污染物、氯化氢化合物、重金属元素等;聚氯乙烯燃烧时会冒出密度很大的黑烟，并且释放出有毒的氯化氢成分;很多聚氯乙烯产品里添加了铅、镉这些有毒的金属元素作为稳定剂，它们会对人体机能产生不良影响;经过焚烧或者填埋处理，会对土地环境和水体资源造成污染。

一次性医疗器械多选用医用级聚氯乙烯或聚碳酸酯作为原料，前者在加工时产生的热分解物质会对金属材质造成显著损害，后者则具备高硬度和较大粘性，因此对塑化部件所用材料需具备抗腐蚀、耐磨损以及优良抛光处理能力。现在多数医疗级注塑设备通过给机筒螺杆进行硬铬涂层处理来实现特定功能，或者选用不锈钢来制造机筒和螺杆，同样能够满足这些特殊条件。

此外，为了防止PVC加工时热分解产生气体，需要对动定模板表面实施镀铝工艺，同时对外围板金进行镀铝处理，或者选用不锈钢板来制作板金，板金接缝处需使用无毒硅胶进行密封，避免塑料加工时产生的气体逸散到外部，这些气体必须通过专用设备集中收集，并经过净化处理后才能排放到大气中。

不含邻苯不含双酚A

PVC中普遍使用的增塑剂DEHP存在风险，这种物质容易变成气溶胶形态，汽车内饰、浴帘或地板材料等乙烯基制品也会因此向空气中散发有毒成分，同时DEHP能够轻易溶解在油脂类液体里，此外，儿童啃咬这类软质玩具时，增塑剂渗出的安全问题也引起人们的注意。部分学术探讨指出，此类成分或许会引发健康问题，但尚需深入探究，具体细节有待明确，某些医学调查表明，PVC中的增塑成分可能诱发多种慢性病症，例如硬皮症、胆管肿瘤、血管肉瘤、脑部肿瘤以及指骨溶解现象。2004年，由瑞典和丹麦学者组成的研究团队揭示，PVC中常见的邻苯二甲酸酯DEHP和BBzP，与儿童过敏现象之间存在密切的关联性。

未增塑聚氯乙烯(U-PVC)不含有增塑剂，因此不会发生DEHP泄漏，但在生产加工时往往需要添加稳定剂，现阶段多数采用铅盐稳定剂，铅属于有毒成分，使用时会析出，对健康造成威胁，这一点必须重视。目前已有非铅盐稳定剂问世，不过价格昂贵，尚未得到广泛应用。

六、PVC性能及识别

聚氯乙烯不易燃烧，离开火源后会熄灭，燃烧时火焰呈现黄色，伴随白烟，塑料在燃烧过程中会变软，并散发出氯气特有的刺激性气味。

医用级

聚氯乙烯材料由多种成分构成，针对不同需求可掺入各类助剂，因此其构成差异会导致成品展现出各异的力学特性，例如是否含有增塑剂便决定了产品是偏硬还是偏软。此类产品普遍具备诸多长处，包括对化学品的抵抗力强，遇火能自行熄灭，表面不易磨损，具备隔音减震效果，本身强度较高，电气绝缘效果良好，同时价格经济且原料供应充足，还能有效阻止气体泄漏。这种材料的不足之处在于耐热性欠佳，在光照、高温及氧气影响下容易发生降解现象。聚氯乙烯基础材料本身并无毒性，倘若选用无害的增塑剂、稳定剂等配合成分制造成品，那么这些制品对于人类及动物而言都是安全的。不过通常在市面上流通的聚氯乙烯制品，其使用的增塑剂、稳定剂大多含有害成分，所以除非特别标明采用无毒性配方，否则都不适合用来盛放食物。