薄膜基本常识培训教材

第（1）页薄膜基本常识培训教材薄膜基本常识培训教材★前言：本教材仅供本公司培训职员使用★第一节PVC胶布制品的分类按产品用途分：吹气玩具布、浴帘胶布、文具胶布、半硬质帖合布、灯箱广告、透心胶布、钢板贴合胶布、绊创膏自粘胶布、绝缘胶带布按柔软程度分：硬片、半硬质、软质按卫生标准分：毒性、微毒性（如：EN-71标准、DOP）、无毒性（如：医药用途）按物理特性分：耐寒制品、高弹制品，超透制品、阻燃制品、耐老化制品等按颜色特性分：一般色、珠光色、荧光色、金属色★第二节PVC胶布的组成原料共由7种基本物质组成：PVC粉、增塑剂、稳定剂、加工助剂、填充剂、特种添加剂、色料一、PVC粉PVC粉是构成胶布的核心，属于一种聚合物，也称为塑料。PVC粉具有可塑性，可以在一定的温度下融熔，当冷却的时候，重新变硬。在PVC制品的加工中，常通过加热的方法，使PVC材料变软，再用外力使之变形，然后将冷却使之定型。PVC作为一种聚合物，有其相应的聚合度大小。聚合度越大，胶布强度越好，但软化点越高。我们使用的薄膜，常用的粉聚合度为：800、1000、1300、1700。其中，用于吹气玩具用途的制品，以1300聚合度为多。1.聚氯乙烯识别特性及性能聚氯乙烯的燃烧特性为，难燃、离火即灭、火焰呈黄色，下端绿色，白烟，燃烧时塑料变软发出氯的刺激性味。聚氯乙烯树脂是一种多组分的塑料，根据不同用途可以加入不同的添加剂，因此随着组成的不同，其制品可呈现不同物理机械性能，如加入或不加入增塑剂就能使它有软、硬制品之分。总的来说PVC制品有耐化学稳定性、耐焰自熄、耐磨、消声消震、强度较高、电绝缘性较好、价廉及材料来源广、气密性能好等优点。其缺点是热稳定性能差，受光、热、氧的作用容易老化。聚氯乙烯树脂本身是无毒的，如果采用无毒的增塑剂、稳定剂等辅助材料制成的制品，对人畜无害。然而一般在市场上所见的聚氯乙烯制品所用的增塑剂、稳定剂大多数是有毒的，因此除注明无毒配方的产品外，均不能用来盛装食品。（1）物理性能聚氯乙烯树脂系无定型结构的热塑性塑料。在紫外光下，硬PVC产生浅蓝或紫白色的荧光，软PVC则发出蓝色或蓝白色的荧光。温度在20℃折光率为1.544，比重为1.40，而加有增塑剂及填料的制品密度通常在1.15～2.00范围内，软质PVC泡沫塑料密度为0.08～0.48，硬质泡沫塑料为0.03～0.08。PVC第（2）页薄膜基本常识培训教材吸水率不大于0.5％。聚氯乙烯的物理机械性能取决于树脂的分子量、增塑剂及填料的含量。树脂分子量愈大，则机械性能、耐寒性、热稳定性愈高，但加工温度也要求高，成型比较困难；分子量低则与上述相反。填料含量增多，抗拉强度降低。（2）热性能聚氯乙烯树脂的软化点接近于分解温度。它在140℃时已开始分解，而在170℃时分解更加迅速。为了保证成型加工的正常进行，对聚氯乙烯树脂规定了两项最重要的工艺指标，即分解温度和热稳定度。所谓分解温度就是大量放出氯化氢时的温度，所谓热稳定度就是在一定温度条件下（通常是190℃）不大量放出氯化氢的时间。聚氯乙烯塑料长期暴露于100℃下，除非添加碱性稳定剂，否则也会分解，若超过180℃则则快速分解。大多数聚氯乙烯塑料制品的长期使用温度不宜超过55℃，但特殊配方的聚氯乙烯塑料的长期使用温度可达90℃。低温下软质聚氯乙烯制品会变硬。聚氯乙烯分子中由于含有氯原子，因此它和它的共聚物一般能耐燃耐焰，具有自熄性，无滴落性。（3）稳定性聚氯乙烯树脂是一种较不稳定的聚合物，在光和热的作用下也会降解，其过程是放出氯化氢，发生结构的变化，但程度比较轻。同时在机械力、氧、臭气、HCL以及某些活性金属离子存在时会加速分解。聚氯乙烯树脂脱去HCL后，在主链上产生了共轭双链，颜色也会改变。而随着氯化氢分解的数量增加，聚氯乙烯树脂则由原来的白色变为黄色、玫瑰色、红色、棕色以至黑色。（4）电性能PVC电性能取决于聚合物中残留的数量、配方中各种添加物的类型和数量。PVC的电性能还与受热情况有关：当加热使PVC分解时，由于氯离子的存在而降低其电缘性，如果产生大量的氯离子不能为碱性稳定剂（如铅盐）所中和，则会导致其电绝缘性能明显下降。PVC不象聚乙烯、聚丙烯这类非极性聚合物，它的电性能随频率和温度而变，如介电常数随频率升高而降低。（5）化学性能聚氯乙烯有极良好的化学稳定性，用以作为防腐材料极有价值。PVC对大多数无机酸和碱是稳定的，受热不溶解而被分解释出氯化氢。与氢氯化钾共沸制得棕色难溶的不饱和产物。PVC的溶解性与分子量大小及聚合方法有关。一般来说溶解度随着聚合体分子量的增大而减小，乳液法树脂比悬浮法树脂的溶解性差。它可以溶解于酮类（如甲己酮、环己酮），芳香族溶剂（如甲苯、二甲苯），二甲基甲酰、四氢呋喃中。常温下，聚氯乙烯树脂几乎不溶于增塑剂，高温下显著溶胀，甚至溶解。（6）加工性能PVC是无定型高聚物，没有明显的熔点，加热到120-150℃时具有可塑性。由于它热稳定性较差，在该温度下含有少量HCL放出，促使其进一步分解，故必须加入碱性的稳定剂和HCL而抑制其催化的的裂解反应。纯PVC是硬质制品，需加入适量的增塑剂才能使其柔软，对于不同的制品还需加入诸如第（3）页薄膜基本常识培训教材紫外线吸收剂、填充剂、润滑剂、颜料、防霉剂等助剂以臻善PVC制品的使用性能。与其他塑料一样，树脂的性能决定制品的质量及加工条件。对PVC而言，与加工有关的树脂性能有：颗粒大小、热稳定性、分子量、鱼眼、松密度、纯度和外来杂质、孔隙等。对PVC糊状还有糊料的粘度和胶化性能等，均应设法测定，便于掌握加工条件和制品质量。二、增塑剂增塑剂的主要用途是改善PVC胶布的柔软程度，决定着胶布的基本物理性能。常见的吹气玩具薄膜，其增塑剂的含量均占总重量的1/3左右，其余2/3几乎全为PVC粉。增塑剂如果与PVC粉无法相容的时候，就会渗出胶布表面，造成油斑。增塑剂的定义可以从它的化学成分和所起的作用来确定。从化学成分讲，它是一种化学药品，通常是液态高沸点（沸点在230℃以上）的酯类或低熔点的固体。从所起的作用讲，它能使比较坚硬的塑料变成柔软有韧性可以利用的材料，能改进其加工性能和树脂的基本性质，如增加塑料的柔软性、延伸性，减低熔融粘度，降低玻璃化温度等。增塑剂使树脂柔软的原因是加增塑剂于聚氯乙烯树脂中，就使分子间相互吸引力减弱。增大了高分子链与链之间的距离，使高分子能自由转动，从而增加了可塑性和弹性。这种外界加入增塑剂效果的方法叫外增塑。如果用化学方法，在分子链上，引入其他基团或在分子链与链间引入短的链段，破坏聚氯乙烯树脂的规整性，减弱分子之间作用力，而起到增塑作用叫内增塑。增塑剂与聚氯乙烯树脂混合后，具有两种作用：吸收作用------聚氯乙烯树脂吸收一部分增塑剂。溶解作用------部分PVC树脂溶于增塑剂中。由于这些作用的结果，树脂也就表现出膨胀状态，其膨胀的程度决定于增塑剂的用量、性能和树脂的性质。增塑剂增加分量越多，其制品越软。在聚氯乙烯树脂中加10％以下增塑剂，称硬质聚氯乙烯，加30%以上增塑剂，称软质聚氯乙烯，加10～30％增塑剂，称半硬聚氯乙烯。软质聚氯乙烯制品大约要加入30～40％的增塑剂。对增塑剂的基本要求是与聚氯乙烯树脂不发生化学作用，具有良好的增塑作用，低挥发性，相容性，耐溶剂性，非迁移性等。作为聚氯乙烯树脂的代表增塑剂是邻苯二甲酸二辛酯（DOP），因为它具备上述优点，是最佳标准增塑剂。邻苯二甲酸二丁酯（DBP）因其价廉也广泛地被工厂所采用。但有促进树脂胶化、挥发性大、低温性差、水溶解度大等缺点。磷酸酯类增塑剂，如磷酸三甲酚酯（TOP）使用最广，它有阻燃、电性能优良、被水、油等抽出性小的优点，也是聚氯乙烯的重要增塑剂。PVC耐寒增塑剂以癸二酸二辛酯（DOS）、己二酸二辛酯（DOA）为主。6～8个碳的脂肪酸三乙二醇酯和四乙二醇酯，只有混和性好，耐寒性优的特点。环氧系增塑剂由于分子内有环氧基团与PVC树脂混和性好，而且在PVC分解时有吸收HCL的作用，从而起稳定剂的作用，近年来被大量采用，如环氧脂肪酸酯。此外还有聚氯和氯化石蜡等也可作为PVC的增塑剂。对硬质PVC制品可少加或不加增塑剂以提高耐蚀性和使用温度。聚氯乙烯塑料作为包装、水管材料或输血输液器材等低毒或无毒制品时，就应注意选用无毒的增塑剂，如苯二甲酸酯、环氧大豆油、环氧四氢苯二甲酸酯等。第（4）页薄膜基本常识培训教材增塑剂由聚氯乙烯树脂混合后，使树脂易于加工，并使其制品具有柔软性和坚韧性。但不是凡具有这种性质的物质都可以作增塑剂，还必须考虑增塑剂和树脂混合后的性能：①相容性---------当PVC树脂与增塑剂混和时，如果没有相溶性，则会引起分离，使增塑剂渗出。凡增塑剂挥发性低、不迁移、不渗出，此种增塑剂与树脂配合相溶则使塑料制品寿命延长。②挥发性---------增塑剂在加工和使用过程，挥发性与制品内部增塑剂扩散的速度，以及制品表面增塑剂的有效蒸气压有关。在配方时必须考虑增塑剂的挥发性。③降低熔点---------PVC树脂的结晶度为10-20％，结晶熔点在200℃以上，这是不利于PVC的加工。增塑剂的作用之一，就是降低它的熔点，降低加工温度，以易于成型加工。④柔软性---------添加增塑剂的目的，是使PVC具有柔软性。其柔软性程度与加入增塑剂品种有关。按其产品要求及用途，增塑剂的分量也不同。一般采用增塑效率值来表示它们的柔软性。增塑效率值的意义是制品达到相同硬度所需增塑剂用量的比值。⑤迁移性和惨出性---------凡与软聚氯乙烯接触的物质，都有产生增塑剂迁移问题，而更为严重的是增塑剂的渗出。根据相溶性的广义说法，所谓挥发性、迁移性、渗出性都属于相溶性好坏的标志。⑥电绝缘性---------无增塑剂的聚氯乙烯塑料的电绝缘性为1×1016Ω/㎝,而增塑剂的加入使电的绝缘性下降。电绝缘性很大程度上取决于增塑剂的品种、性质和用量。高极性的增塑剂电绝缘性能最好。三、稳定剂稳定剂的主要用途是确保PVC胶布的加工过程中，不会因温度过高而分解。同时延长加工可操作的时间，保持胶布有良好的色泽。当稳定剂不足或消耗过量的时候，胶布经常出现发黄、发绿、粗粒、甚至分解变黑。聚氯乙烯树脂的热稳定性差，特别在成型加工过程中在受热的条件下便极易分解和变色，所以不管生产哪一种制品，都必须添加稳定剂。不论采取什么方法，能阻止聚氯乙烯树脂分解或从缓分解，这种现象叫稳定作用。能阻止其分解或从缓分解的化学药品叫稳定剂。狭义方面讲，稳定剂加入后，能消除对聚氯乙烯树脂分解具有催化作用和引起降解的物质（如：HCL）一般也叫稳定剂。从广义方面讲，稳定剂加入后，它能阻止或抑制聚氯乙烯受外界因素而引起破坏作用的物质，即包括螯合剂、紫外线吸收剂、抗氧剂以及一般稳定剂，则照称稳定剂。聚氯乙烯分解原因如下：①热分解----------PVC树脂是高分子的一种，它不象低分子化合物那样，受到一定的热量到熔点就熔化，而是受热未达到熔点就分解，放出氯化氢。先放出少量氯化氢，又促使它放出大量氯化氢，以致最终完全碳化。②光分解----------PVC树脂在波长280～400nm的一般光波照射下最易分解。这个波长范围主要是紫外线。③氧分解----------由于空气中存在氧和臭氧，能促使树脂的分解。④细菌分解----------细菌侵蚀，也会促使PVC树脂分解。聚氯乙烯树脂受热颜色逐步变深，受热时间越长，则降解作用越激烈。HCL的放出进一步引起脱HCL的连锁反应并形成深度的聚烯结构。同时聚烯结构的存在还会引起紫外线的吸收，从而促使进一第（5）页薄膜基本常识培训教材步氧化和脱HCL反应。PVC树脂在热、光、氧的作用下都会使其结构发生变化、性能变劣，因此往往需要在其中加入适当的物质，使聚合物的结构不致被破坏或延迟其破坏。所以无论是软质还是硬质聚氯乙烯制品必须加入稳定剂。根据其对热、光、氧的分解程度，可分为热稳定剂、光稳定剂和氧稳定剂。（1）热稳定剂：热稳定的主要作用是抑制或防止PVC在加工过程中受热降解并延长其使用寿命。热稳定剂应当是不影响制品颜色、透明性。其耐久性良好，并具有加