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聚氯乙烯
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{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left" |<center>'''聚氯乙烯'''<br><img src="https://addmaker.s3.amazonaws.com/images/category/6c9882bbac1c7093bd25041881277658.jpg" width="250"></center><small>[https://addmaker.tw/subject/250 圖片來自addmaker]</small> |} '''聚氯乙烯'''('''P'''oly'''v'''inyl '''C'''hloride,[[縮寫]]:'''PVC''')是[[氯乙烯]]经[[加成聚合反应]]得到的的[[高分子材料]]。是[[聚乙烯]]和[[聚丙烯]]之後,第三種最廣泛生產的合成塑膠聚合物。 聚氯乙烯有兩種基本形式:硬性和柔性。硬性形式聚氯乙烯材料可用於管道、門和窗上,它也可用於瓶子,其它非食品的包裝,以及銀行卡或會員卡等。它也可以製成柔軟的成品,通過加入[[塑化劑]]<ref>[https://blog.zerozero.com.tw/24177/plasticizers/ 塑化劑],blog.zerozero</ref> (最常用的是[[鄰苯二甲酸酯]]),使之更加靈活。在這種形式中,它可用於軟管道,電纜絕緣體,仿皮革,軟標牌,充氣產品,並在許多應用中取代橡膠。 純聚氯乙烯是一種白色,脆性固體。它不溶於醇但微溶於四氫呋喃。 == 结构 == 这种材料的结构如下 CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl == 性质 == ===阻燃=== 聚氯乙烯的最大特点是阻燃,因此被广泛用于防火应用。但是聚氯乙烯加熱至148°c以上時会释放出[[氯化氫]]、[[氯气]]和其他有毒气体。 聚氯乙烯的[[燃烧]]分为两步。先在240℃-340℃燃烧分解出氯化氫气体和含有[[双键]]的[[二烯烃]],然后在400-470℃发生[[碳]]的燃烧。 === 物理和化学性质 === 穩定;不易被[[酸]]、[[鹼]]腐蝕;比[[聚乙烯]]耐熱但比不上[[聚丙烯]]。PVC是七大塑料中唯一必须使用[[塑化劑]]的材料,这使得它的状态可以从软而弹到硬而脆之间变化。而增塑剂就是媒体报道中的“塑化剂”。PVC既然可以呈现软而有弹性的一面,也就可以模拟橡胶或皮革的一些用途,比如小汽车内饰大量使用的人造革、一次性检查手套、地板、桌布、塑胶鞋,因为PVC价格比天然胶和[[聚氨酯]][[人造革]]低得多。不过PVC工业通常要用到[[乙炔]]。 == 生产与应用 == 聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化劑經取代反應製成。由於其防火耐熱作用,聚氯乙烯被廣泛用於各行各業各式各樣產品: 電線外皮、光纖外皮、鞋、手袋、袋、飾物、招牌與廣告牌、建築裝潢用品、傢俱、掛飾、滾輪、喉管、玩具(如有名的義大利「Rody」跳跳馬)、動漫公仔、門簾、捲門、輔助醫療用品、手套、某些食物的保鮮紙、某些時裝等。 聚氯乙烯是由[[氯乙烯]]单体(VCM)聚合而成。因为其分子中57%的质量是氯元素。所以它与其它的塑料相比,相同的质量中所耗用的石油较少,然而,因为这种塑料的相对密度较大,而且在生成氯的过程中也要耗用其它能量,使得它在很多应用领域失去了优势。 目前使用较多的PVC生产工艺是悬浮聚合生产工艺。将纯水、液化的VCM单体、分散剂加入到反应釜中,然后加入引发剂和其它助剂,升温到一定温度后VCM单体发生[[自由基聚合反应]]生成PVC颗粒。持续的搅拌使得颗粒的粒度均匀,并且使生成的颗粒悬浮在水中。因反应是放热反应,必须配备有效的除热换热装置:如夹套冷却水、釜顶冷凝器。而且,因为PVC的密度比VCM的密度大。反应过程中随着PVC的不断生成,反应釜内液相的体积会不断收缩,必须不断加入纯水以维持适当的压力。在不同的聚合温度下,VCM聚合生成PVC的聚合度不同。控制不同的聚合温度可以生成不同牌号(聚合度不同牌号不同)的PVC树脂。 生成的PVC料浆经过汽提塔脱除残余的VCM气体(经回收系统回收后与新鲜VCM按一定比例循环使用),然后经过离心脱水,干燥床干燥、筛分后包装成产品。一般经后处理后PVC粉中的VCM含量小于1PPM。 其余的聚合工艺,如微悬浮、乳液聚合工艺可以生成粒径较小的PVC粉(10微米,而一般悬浮聚合生成的PVC粉粒径是120-150微米。其特性和应用也略有不同)聚合生成的PVC是未改性的PVC。在做成最终制品之前,一般要加入各种助剂,如热稳定剂、紫外线稳定剂,润滑剂、增塑剂、加工助剂、抗冲改性剂、热改性剂、填料、阻燃剂、杀虫剂、发泡剂、烟雾抑制剂和各种颜料。 == 历史 == 1912年,德国人Fritz Klatte合成了PVC,并在德国申请了专利,但是在专利过期前没有能够开发出合适的产品。1926年美国[[百路馳]](B.F. Goodrich)的沃爾多·塞蒙(Waldo Semon)合成了PVC,并在美国申请了专利。 PVC在19世纪被发现过两次,一次是[[Henri Victor Regnault]]在1835年,另一次是[[Eugen Baumann]]在1872年发现的。两次机会中,这种聚合物都出现在被放置在太阳光底下的氯乙烯的烧杯中,成为白色固体。20世纪初,俄国化学家[[Ivan Ostromislensky ]]和德国[[Griesheim-Elektron]]公司的化学家[[Fritz Klatte]]同时尝试将PVC用于商业用途,但困难的是如何加工这种坚硬的,有时脆性的的聚合物。沃爾多·塞蒙和[[百路馳]]在1926年开发了利用加入各种助剂塑化PVC的方法,使它成为更柔韧更易加工的材料并很快得到广泛的商业应用。 == 回收及循環再用 == 塑料本體底部或包裝上須列明,以便消費者及回收商能分類妥當。 == 安全與危害 == [[美國]]自1970年代開始,注意到聚氯乙烯工廠的工人有某種惡性[[肝癌]]。 [[歐洲]]與[[澳洲]]也開始注意到聚氯乙烯工廠的工人有數種癌症。 其主要問題在於: * PVC一定要有添加劑或[[塑化劑]]才可用,這些大多有害,可能渗出或[[氣化]]。 * 部份添加劑會[[內分泌干擾素|干擾生物內分泌]]、影響生殖機能。 * 部份添加劑可增加致[[癌]]風險。 * 焚化含有PVC的垃圾,會產生致癌空氣汙染物[[類戴奧辛物質|戴奧辛]]([[二噁英]])(Dioxin),為[[氯乙烯|乙烯基氯]]的副產物。戴奧辛是種高度毒性物質,可能導致癌症和其它病症,也會成為全球性的威脅,因為戴奧辛會在環境中能大範圍散佈,並無法消散。即使是接觸少量,戴奧辛仍極有可能與免疫系統受壓、生育問題、各種癌症與和内分泌疾病有關係。據一個由英國企業ICI化學和高分子製品有限公司1994年提供的報告,根据1989年发表的一篇文献,這些氧氯化反應(使用做[[乙烯基氯]]和一些[[氯化]]的溶劑),會产生多氯二苯并二噁英|Polychlorinated dibenzodioxins(PCDDs)和二苯并呋喃|Polychlorinated dibenzofurans(PCDFs)类化合物。 PVC常使用[[邻苯二甲酸二辛酯]]([[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯|DEHP]])為增塑劑,因[[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯|DEHP]]易氣霧化,其他乙烯基產品包括汽車內部、淋浴膠簾或鋪地板物料等,也會釋放化學氣體入空氣,且[[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯|DEHP]]也易溶入油性液體中。另外,人們也開始關注到,兒童若咀嚼這些軟塑玩具,會有添加劑渗出的安全問題。 新生兒[[加護病房]]使用的乙烯基[[點滴]]袋也曾發現有釋放[[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯|DEHP]]的情形。 聚氯乙烯玩具对幼儿的健康有很大的威胁。因为处于口腔期的幼儿,会透过舔、或把玩具放入口中而将聚氯乙烯塑料中的[[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯|DEHP]]的等[[塑化剂]]直接食入。 2008年[[美國]]與[[加拿大]]共同研究指出,在測試五種塑膠浴簾時,其在28日之內釋放了百餘種有毒物質。 2006年1月,[[歐洲共同體]]搬出「2005/84/EC指引」禁令:禁止在玩具裡使用六種類型[[邻苯二甲酸酯]]軟化劑。在美國,越來越多為這年齡層製造PVC玩具的公司,自願停用PVC或停用[[邻苯二甲酸酯]]。[[美國食品藥物管理局]]建議製造者考慮在敏感患者(譬如出生不滿一月的嬰兒)的設備裡,禁用[[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯|DEHP]],但替代用的[[增塑劑]]之安全性則未經檢測。 根據一些醫療研究顯示,PVC [[增塑劑]]也許會導致慢性病:譬如[[硬皮病]]、[[膽管癌]]、血管肉瘤}、[[腦癌]]與肢端骨溶症。 2004年,一個聯合了瑞典與丹麥學者的研究小組發現,常用在PVC的鄰苯二甲酸酯[[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯|DEHP]]和鄰苯二甲酸丁基苯酯(BBzP),和兒童過敏有相當強烈的關連性。 環境保護者小組[[綠色和平]]主張全球性逐步淘汰PVC。 至2008年,[[歐盟]]、美國[[華盛頓]]與美國[[加州]]已禁止使用[[鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯|DEHP]]。 == 參考文獻 == {{reflist}} [[Category:460 化學工程]]
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