什么是聚氯乙烯(PVC),其用途是什么?

聚氯乙烯(PVC)是世界上最常用的热塑性聚合物之一(仅次于几种更广泛使用的塑料,例如PET和PP)。它是一种天然的白色且非常脆(在添加增塑剂之前)的塑料。PVC的历史要比1872年首次合成并由BF Goodrich Company在1920年代商业化生产的大多数塑料更长。相比之下,许多其他常见的塑料首先被合成并且仅在1940年代和1950年代才在商业上可行。它最常用于建筑行业,但也用于标牌,医疗保健应用以及用作服装的纤维。

PVC有两种一般形式,一种是刚性或未增塑的聚合物(RPVC或uPVC),另一种是柔性塑料。由于添加了邻苯二甲酸酯(例如邻苯二甲酸二异壬酯)等增塑剂,因此柔性,增塑或常规PVC比uPVC更柔软且更易于弯曲。柔性PVC 通常用于建筑中的电线绝缘层,或用于家庭,医院,学校和其他优先考虑无菌环境的区域的地板,在某些情况下还可以用作橡胶的替代品。硬质PVC也用于建筑中作为管道和壁板的管道,通常被称为“ 乙烯基””在美国。PVC管通常以其“附表”(例如,附表40或附表80)来称呼。时间表之间的主要区别包括壁厚,压力等级和颜色。

PVC塑料的一些最重要的特性包括:相对较低的价格,对环境的降解(以及对化学物质和碱的抵抗力),高硬度以及在硬质PVC情况下具有出色的拉伸强度。它广泛可用,常用且易于回收(按树脂识别代码“ 3”分类)。

聚氯乙烯,PVC

聚氯乙烯(PVC)的一些最重要的特性是:

密度:与大多数塑料相比,PVC非常致密(比重约为1.4)
经济学:PVC容易获得且便宜。
硬度:硬质PVC非常坚硬。
强度:刚性PVC具有极好的拉伸强度。

聚氯乙烯是一种“热塑性”(与“热固性”相反)材料,与塑料对热量的反应方式有关。热塑性材料在其熔点(PVC的范围介于非常低的100摄氏度和较高的值(例如260摄氏度,取决于添加剂)之间,会变成液态。关于热塑性塑料的主要有用属性是它们可以被加热到其熔点,冷却并再次加热而又没有明显的降解。像聚丙烯一样,热塑性塑料可以燃烧而不是燃烧,从而可以轻松地对其进行注塑成型,然后再进行回收利用。相比之下,热固性塑料只能加热一次(通常在注塑过程中)。首先加热会使热固性材料凝固(类似于两部分的环氧树脂),导致化学变化无法逆转。如果您第二次尝试将热固性塑料加热到高温,则它只会燃烧。这种特性使热固性材料不适合回收利用。

为什么经常使用聚氯乙烯(PVC)?

刚性PVC特别对于塑料具有很高的密度,使其非常坚硬且通常非常坚固。它也容易获得且非常经济,再加上大多数塑料的持久特性,使其成为许多工业应用(如建筑)的便捷选择。

PVC有哪些不同类型?

聚氯乙烯可分为两大类:刚性和柔性。

PVC是如何制成的?

聚氯乙烯是由以下三种乳液工艺之一制成的:

悬浮聚合
乳液聚合
本体聚合

用于CNC机器,3D打印机和注塑机上的原型开发的聚氯乙烯:与PVC配合使用存在两个主要问题,这使它相当成问题,一般不建议非专业人员使用。首先是熔化材料时散发的有毒和腐蚀性气体。在3D打印,CNC加工和注塑成型中,这在某种程度上会发生。我们建议您看一下MSDS数据表用于不同的氯代烃气体(例如氯苯),并与专业制造商讨论生产过程。其次是PVC的腐蚀性。当PVC反复与由除不锈钢或某种其他抗腐蚀金属以外的材料制成的金属喷嘴,切割器和/或模具接触时,这是有问题的。

3D打印:

聚氯乙烯可以长丝形式以塑料焊条(用于焊接的材料)的形式提供,但目前尚未改装用于3D打印中的特定用途。尽管有越来越多的塑料和塑料替代品可用于3D打印,但到目前为止,最常见的两种仍然是ABS和PLA。在创意机制中,我们通常使用ABS进行3D打印。对于原因列表为什么和比较的两种最常见的3D打印塑料(ABS和PLA的)3D打印 在这里阅读。

用于3D打印的 PVC最大的问题是其腐蚀性(如果使用时间较长,可能会损害典型机器的功能)。工程师和企业家罗恩·斯蒂尔(Ron Steele)提出了一个有趣的启动器,用于开发具有PVC功能的3D打印喷嘴(挤出机头),不幸的是,该喷嘴在2014年没有足够的兴趣就关闭了。

CNC加工:

可以在CNC机床上切割聚氯乙烯,但是任何尝试过的机械师都可能根据刀具的制造材料而在刀具中发生降解。PVC具有很强的腐蚀性,并且磨料和非不锈钢或相当耐腐蚀的材料制成的刀具可能会随着时间的流逝而变质。

注塑成型:

聚氯乙烯可以像其他塑料一样注塑成型,但是材料中包含氯使工艺变得复杂。这是因为熔融的PVC会散发出腐蚀性的有毒气体。因此,商店需要配备足够的通风系统。那些不是很可能会犹豫的使用材料。另外,在注塑 PVC塑料时,模具需要使用特殊的耐腐蚀材料,例如不锈钢或镀铬。PVC的收缩率通常在1-2%之间,但会因许多因素而变化,包括材料的硬度(硬度),浇口尺寸,保持压力,保持时间,熔体温度,模具壁厚,模具温度以及百分比和添加剂类型。

PVC有毒吗?

PVC燃烧时会散发健康危害,因为它散发出氯化氢(HCl)烟气。在着火可能性高的应用中,有时首选无PVC电线绝缘。熔化材料时(例如在原型设计和制造过程(如3D打印,CNC加工和注塑成型过程中),也会散发烟雾。我们建议您查看不同氯代烃气体(例如氯苯)的材料安全数据表(MSDS),并与专业制造商讨论生产过程。

聚氯乙烯有哪些优势?
聚氯乙烯容易获得并且相对便宜。
聚氯乙烯非常致密,因此非常坚硬,相对于其他塑料,它可以很好地抵抗冲击变形。
聚氯乙烯具有非常好的拉伸强度。
聚氯乙烯非常耐化学药品和碱。
聚氯乙烯有哪些缺点?
聚氯乙烯的热稳定性非常差。因此,通常在生产过程中将在较高温度下稳定材料的添加剂添加到材料中。
聚氯乙烯熔化和/或着火时会散发出有毒烟雾。

尽管有一些缺点,但聚氯乙烯总体上还是一种很好的材料。它具有独特的品质融合,使其特别适合建筑业。

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