聚氯乙稀材料即聚氯乙烯材料，聚氯乙烯（Polyvinyl 氯化物)，英文簡稱PVC，是氯乙烯單體（VCM）在過氧化物、偶氮化合物等引發劑或在光、熱作用下按自由基聚合反應機理聚合而成的聚合物。
1872年，VCM（單體聚乙烯）的制備過程由Baumanu首次描述。1916年，Ostromislensky使用VCM進行研究，成功合成了一些聚合物，并將其稱為Cauprene Chloride。1926年，B.F. Goodrich公司的Waldo Semon成功地合成了聚氯乙烯（聚氯乙?。?，并在美國提交了相關專利申請。
PVC 是具有無定形結構的白色粉末， 玻璃化溫度 77~90℃ ，170℃ 左右開始分解，對光和熱的穩定性差。同時，作為脆性固體，具有質量輕、隔熱、保溫、防潮、阻燃，穩定性、介電性好，耐用，抗老化，抗彎強度及沖擊韌性強，破裂時延伸度較高等特點。
PVC有兩種基本形式：硬性和柔性。廣泛應用于管道、門和窗上，通過加入塑化劑后可用于軟管道、電纜絕緣體、仿皮革、軟標牌、充氣產品，并在許多應用中取代橡膠。聚氯乙稀于2017年10月27日列入世界衛生組織國際癌癥研究機構公布的3類致癌物清單中。
歷史沿革
PVC（聚氯乙烯）的歷史可以追溯到19世紀末和20世紀初。
早在1835年，Henri Victor Regnault美國V·勒尼奧發現，用日光照射氯乙烯時生成一種白色固體，這就是最早的PVC。
1872年，Baumanu曾描述過VCM（單體聚乙烯）的制備，當暴露在陽光下時，轉化成一個不溶的無定形物。
1912年，德國人Fritz Klatte合成了聚氯乙稀，并在德國申請了專利，但未能利用專利開發商業化用途。
1916年，Ostromislensky 用VCM研究時得到一些聚合物，他稱之為Cauprene Chloride ，其中γ型的是種完全不能加工和難處理的高分子量PVC 。
1926年，B.F. Goodrich公司的Waldo Semon成功地合成了聚氯乙烯（PVC），并在美國提交了相關專利申請。同時，Semon與B.F. Goodrich公司合作開發了一項技術，通過添加助劑來塑化聚氯乙稀，使其具有更好的柔韌性和加工性。這一創新促使PVC迅速在商業領域得到廣泛應用，成為一種重要的材料。在此之前，由于常見的氯乙烯單體（VCM）和乙酸乙烯醋共聚物無法形成橡膠狀物質，聯合碳化物公司采用了液態VCM的本體預聚合方法，以滿足B.F. Goodrich公司對PVC的需求。這種方法成為PVC的早期合成方式。
1928年 ，美國聯合碳化物將氯乙烯與醋酸乙烯共聚成功，使之具有內增塑性質，而使它能被加工了，并用作真漆和硬模塑制品。
第二次世界大戰前，科學家Waldo Semon在增塑高分子量材料方面進行大量研究，德國和英國實現了這種材料的工業化生產替代木材和金屬，在美國，這種材料的迅速發展發生在戰爭時期和戰后，沒藥樹和增塑劑的產量顯著增加，工業界通過開發新材料如聚氯乙稀推動了這些材料在民用市場的廣泛應用和市場擴展。
在20世紀60年代之前，聚氯乙烯（PVC）的生產方法主要使用乙炔和氯氣反應生成氯乙炔（VCM），同時產生氯化氫（HCl），到了1950年代末，BFG公司使用乙烯和氯反應裂解二氯乙烷以產生VCM和HCl，然后再通過與乙炔的反應產生更多的VCM。
20世紀60年代初，隨著碳化鈣價格上升，各國開始采用半乙烯-半乙炔法來生產VCM。
20世紀80年代，在世界范圍內，乙烯法基本取代了電石法。
截止2006年年底，中國電石法原料制法路線占據主流，聚氯乙稀產量和產能均升至世界第一位。
組成結構
聚氯乙烯是一種使用一個氯原子取代聚乙烯中的一個氫原子的高分子材料，是含有少量結晶結構的無定形聚合物，這種材料的結構如下：-(CH2-CHCl)n-。
主要分類
按硬度分類
硬質PVC（Rigid PVC）
硬質PVC在戶外環境下表現良好，具有優異的機械性能、剛性、耐候性和耐化學性。廣泛用于建筑和工程領域，它可以用于制造管道、窗框、地板、墻板等。
軟質PVC（Flexible PVC）
軟質PVC具有柔軟性、可彎曲性和可塑性，適用于需要可變形的應用。它被廣泛應用于電線電纜絕緣層、擠塑制品（如密封條、管道）、充氣玩具等，同時也常見應用于醫療器械中，如輸液管、人工血管等。
按添加劑分類
根據聚氯乙稀材料中添加的不同輔助劑，可以分為增塑劑型PVC（Plasticized PVC）和非增塑劑型PVC（Unplasticized PVC，又稱剛性PVC）。增塑劑型PVC通過添加增塑劑來增加材料的柔軟度和可塑性，增塑劑可以使PVC變得更易彎曲和可變形，并增加其耐沖擊性，常見的增塑劑包括鄰苯二甲酸鹽類和類物質，增塑劑型PVC廣泛應用于塑料地板、汽車內飾、人造皮革等需要柔軟性的應用中。非增塑劑型PVC沒有添加增塑劑，因此具有較高的硬度和剛性，它具有出色的耐化學性和耐熱性，在戶外環境中具有良好的耐候性，非增塑劑型PVC常用于制造管道、窗框、電線電纜護套等要求高強度和耐用性的應用。
按用途分類
根據聚氯乙稀材料的具體應用領域，可以將其分為建筑材料、電子電器材料、醫療器械材料、包裝材料等等，每個領域對PVC材料的性能和要求有不同的需求。
性質參數
PVC（聚氯乙烯）是一種常見的合成聚合物，它具有優良的耐化學性和高耐磨性，具有廣泛的應用領域，如管道、門窗、墻板、電線電纜絕緣和地板等。
理化性質
力學性能
PVC材料根據其加入的增塑劑劑量大小可以使 PVC 具有不同的硬度,可以劃分為硬質和軟質材料兩種，兩者差距較大,且其他性能也有較大差異。
其他性能
當包含氯元素的聚氯乙?。≒VC）分子鏈在燃燒時，會釋放出一氧化碳（CO）、氯化氫（HCl）以及苯等物質。這使得PVC具備自熄性能，即火焰在PVC表面燃燒時，產生的氯化氫能夠阻止火勢的蔓延，并減緩燃燒速度，從而提高了火災安全性。此外，PVC在室溫下表現出卓越的耐磨性能，超過了氯化橡膠。這意味著PVC制品具有良好的抗刮擦和耐磨損能力，不易受到日常磨損的影響。
主要缺點
聚氯乙稀有兩個比較大的缺點，即熱不穩定性和脆性（抗沖擊性能差），這限制了PVC的發展，因此，研究者在改善這兩方面的性能上做了大量的工作。PVC在光照或受熱的條件下，從80℃就開始塑料軟化，當溫度達到100℃以上時材料就開始發生降解，同時，制品的顏色開始從白色逐漸變成褐色最后變成黑色，這對于制品的外觀有很大的影響。硬質PVC成品的缺口沖擊強度大約是3~5KJ/㎡，材料的脆性大，當溫度降低時材料會迅速的變得又硬又脆，嚴重影響其使用性能；而軟質的PVC制品存在小分子增塑劑（如DOP）等的往材料表面的遷移。
生產工藝
懸浮法
聚氯乙烯（PVC）樹脂的合成過程涉及將液態的氯乙烯單體通過攪拌分散成小液滴，然后將其懸浮在含有分散劑的去離子水介質中。在大約攝氏度60度的聚合溫度下，引發劑能夠分解成活性自由基，這些自由基會催化單體的聚合反應。在高溫條件下進行聚合會產生低分子量的樹脂，而在低溫條件下進行聚合則可以得到高分子量的樹脂。
本體法
PVC樹脂的本體聚合通常使用間歇式方法進行制備。這種聚合過程可以分為兩個步驟：預聚合和后聚合。首先是預聚合。在預聚合階段，一定量的樹脂單體和引發劑被加入反應容器中。通過加熱和強力攪拌的條件下控制轉化率在特定范圍內（通常在8%至12%之間），開始進行預聚合反應。然后是后聚合。預聚合生成的聚合物“種子”被轉移到聚合器中，隨后剩余的VCM單體和引發劑被加入。攪拌速度相對較低，以確保反應物均勻混合。當轉化率達到預設值（通常是60%-85%）時，聚合過程被終止。接下來進行脫氣和回收未反應的VCM單體。
乳液法
乳液法是一種常用的方法來生產聚氯乙稀（PVC）樹脂。該方法采用間歇式操作進行生產，主要包括兩個步驟：
（1）通過乳液聚合使得VCM單體生成PVC膠乳，即PVC初級粒子懸浮在水中的乳狀液。（2）將上一步中生成的PVC膠乳，經噴霧、干燥等步驟得到PVC樹脂，是由PVC初級粒子匯集成的PVC次級粒子（直徑20~40μm）。
溶液法
溶液法是一種在溶液中進行聚合的方法，使用油溶性引發劑進行反應。然而，由于溶解聚合過程中存在溶劑鏈轉移，導致所得的聚合物分子質量較低，聚合速率較慢，此外，溶劑的回收和處理也增加了生產成本，并且可能對環境造成污染。因此，隨著懸浮法和乳液法技術的發展，溶液法在聚氯乙稀樹脂生產中的應用已經減少。
低溫合成法
一般情況下，PVC 分子質量的大小，僅決定于聚合溫度，與其他條件關系不大，當聚合溫度高時，鏈轉移速度快，產物的聚合度低；反之，聚合溫度低，鏈轉移速度慢，產物聚合度高，可以采用降低聚合溫度的方法來獲得高聚合度的 PVC 樹脂，即低溫合成法。
擴鏈劑合成法
在氯乙烯懸浮聚合中，除加入常用的懸浮劑、引發劑等各種助劑外，再添加少量的擴鏈劑，則可在相對于低溫法略高一些的聚合 溫度下生產 HPVC，即為擴鏈劑合成法。
內增塑單體共聚合成法
為了克服低溫法高聚合度 聚氯乙稀 較難加 工的缺點?可以將氯乙烯與某些內增塑型單 體共聚而獲得加工性能好的改性 HPVC，即為內增塑單體共聚合成法。
應用領域
工業用品
相對于其他產品，聚氯乙烯（PVC）具有低成本、長期穩定性和優異的阻燃性能。同時，PVC的機械性能可以通過增塑劑含量的調整，使其既能制造柔軟材料，也可以生產硬質材料。正因為如此，PVC在鐵路領域中被廣泛應用于各種產品。舉例來說，PVC被用于制造電纜和電線的護套材料，可以保護電線并提供絕緣性能。在鐵路發動機內外部，聚氯乙稀同樣可以作為材料應用，例如用于制造零部件和外殼。此外，在鐵路建設中，PVC也常被用作覆蓋材料，用以保護線路、管道和其他設施。
PVC薄膜
PVC薄膜是一種通過在聚氯乙烯（PVC）沒藥樹中添加穩定劑、fe5、阻燃劑等，并經過混合塑化后，利用壓片機成型成一定厚度的薄片狀PVC制品。這種薄膜通常用于塑料大棚和地膜。它們可以提供良好的透光性和保溫性能，幫助保護植物免受惡劣天氣條件的影響，并促進植物的生長。此外，透明的聚氯乙稀薄膜還可用作桌布、雨衣、包裝等方面的應用。它們能夠有效地防水、防塵，同時具備清潔、耐用和易于維護的優勢。
PVC涂料
PVC涂料是一種常見且廣泛使用的涂料，它由聚氯乙烯（PVC）樹脂、穩定劑、增塑劑、顏料、溶劑和其他添加劑組成，是一種廣泛使用的車漆，主要用于汽車車身外底板、門密封，PVC涂料價格低廉，具有抵抗石擊的能力，能夠提供一定的保護，減少外界對車身的損傷。此外，聚氯乙稀涂料與其他涂層相互兼容性良好，可以與其他漆膜配套使用，提供更全面的保護性能。盡管涂層厚度較大可能導致外觀粗糙，但它仍然是一種在對外觀質量要求不高的部位使用的理想選擇。
PVC纖維
PVC纖維是一種通過紡絲聚合物化學物質聚氯乙烯（PVC）制成的纖維材料。由于PVC分子鏈上含有豐富的氯原子，PVC纖維具有良好的阻燃性能。此外，它的強度接近于棉纖維，但斷裂伸長率較棉纖維更大，同時具有較好的彈性和耐磨性能。PVC纖維極佳的耐酸堿性、抗氧化還原性能，以及幾乎不吸濕的特性也使其成為一種理想的纖維材料。此外，PVC纖維易于大規模生產，且具有良好的靜電性能。然而，聚氯乙稀纖維的耐熱性能相對較差，且染色過程較為困難。盡管如此，PVC纖維在許多應用領域仍具有廣泛的用途。例如，聚氯乙稀纖維織物可用于工業濾布、工作服、地毯、漁網、醫療用布料、椅墊、防護用品和各類針織品等。它的阻燃性能使其在需要防火特性的環境中得到應用，而其強度、耐磨性和抗化學性能使其適用于各種工業和日常用品制作。
發展趨勢
中國
強化產業一體化裝置建設
根據2007年中國國家發展和改革委公布的《氯堿（燒堿、聚氯乙烯）行業準入條件》，針對氯堿行業的盲目擴張趨勢，采取了措施來促進產業結構升級并規范行業發展，同時鼓勵碳化鈣以及氯堿生產企業的配套裝置建設，強化產業一體化裝置的建設。在中國政策的引導下，中西部地區擁有豐富的煤炭、鹽礦和碳酸鈣資源，因此建立產業一體化裝置成為必然趨勢。通過構建煤炭電力電石-PVC-電石渣水泥的產業體系，實現了資源的優化配置，并提升了生產效率。
生產工藝多樣化
在中國國內PVC企業的發展過程中，它們越來越重視生產裝置工藝的多樣化，并對技術水平提出了更高的要求。工藝多樣化的發展趨勢不可阻擋。隨著中國PVC生產工藝的進一步發展，企業需要在保留傳統的電石法工藝的基礎上逐漸引入一些新的生產工藝，如乙烯氧氯化法、天然氣乙炔法以及聯合法工藝等，以豐富生產工藝的多樣性。與此同時，PVC聚合技術也會得到顯著提升，尤其是在聚合釜的產能方面，將獲得大幅度的提高。
北美地區
美國樹脂生產成本下降，但是由于美國市場需求穩定，且出口增加，使其國內的管材級樹脂價格穩定在2000年的平均價位上，沒有出現滑坡，自2000年以來，美國聚氯乙稀生產廠家繼續擴大生產能力，準備新一輪的市場競爭，信特克公司、臺塑企業公司、美國西湖公司、美國波登 （Borden）公司相繼擴大樹脂生產能力。
西歐地區
由于受到生產利潤較低和綠色和平運動的影響，西歐聚氯乙烯生產廠家的生產能力一直徘徊不前，但由于聚氯乙烯制品需求量的持續增長，尤其是聚氯乙烯門窗、輸水和排水管在歐洲的巨大需求，給歐洲聚氯乙烯發展增加了后勁，歐洲聚氯乙烯行業公司紛紛投入增產。
日本
由于日本經濟長期衰退，使聚氯乙稀樹脂產量和國內消費量不斷下滑，日本聚氯乙烯主要出口中國大陸和亞太地區，中國聚氯乙烯樹脂市場價格大幅下降也減少了日本樹脂的出口數量，聚氯乙烯行業的不景氣也導致了日本生產企業的重組，力求使產業布局更加合理。
主要危害
PVC保鮮膜
聚氯乙稀食品保鮮膜含有有害物質，對人體存在較大危害，其中的有害物質容易溶解并與食物接觸，進而進入人體，可能導致致癌作用并干擾人體內分泌系統，這種干擾可引起婦女乳腺癌、新生兒先天缺陷、男性生殖障礙甚至精神疾病等健康問題。
據國家塑料制品監督檢驗中心主任翁云宣介紹，PVC食品保鮮膜存在兩個方面對人體健康造成危害的問題。首先，PVC材料中含有氯，而氯乙烯單體可能會揮發出來，對人體產生潛在的危險。其次，PVC保鮮膜通常使用乙基己基胺（DEHA）等增塑劑，而這些增塑劑可能會溶解并與食物接觸。DEHA物質可能會滲出，并隨食物進入人體，對人體健康造成潛在的致癌作用，特別是可能對內分泌系統和荷爾蒙產生干擾，因此對人體健康帶來較大的危害。
PVC塑化劑
在日常生活中，使用最多的塑化劑是鄰苯二甲酸酯類，主要用在聚氯乙?。ň勐纫蚁。┎牧系乃芰现破?，如保鮮膜、塑料奶瓶等的制作中。
中華人民共和國國家衛生健康委員會衛生行業科研專項食品安全項目首席科學家吳永寧教授指出，鄰苯二甲酸二酯的分子結構與激素類似并可以模擬雌激素的效應，被稱為“環境內分泌干擾物”，或者“環境雌激素”。若長期食用有可能引起生殖—內分泌系統異常，包括人體激素失調和免疫力下降，男性雌性化，造成孩子性別錯亂，包括生殖器變短小、性征不明顯，誘發兒童性早熟，甚至存在致畸和致癌的風險。
相關標準
中國國家標準
GB 15581—2016 燒堿、聚氯乙烯工業污染物排放標準
ＧB/Ｔ3402.1-2005《塑料氯乙烯均聚和共聚樹脂 第1部分：命名體系和規范基礎 》
ＧB5761 《懸浮法聚氯乙烯標準 》
國際通行標準
ISO 1060-2
ASTM D1755《聚氯乙烯樹脂的標準規范》
特種PVC樹脂拓展介紹
只以氯乙烯為原料，通過不同的成粒過程或不同的聚合條件制備的特種PVC樹脂
包括超高分子質量PVC樹脂、超低分子質量PVC樹脂、球形PVC樹脂、摻混PVC樹脂、( 無)少皮 PVC 樹脂、粉末涂層用PVC樹脂、超高吸收度PVC樹脂等。
由多種單體共聚而成的 PVC 共聚樹脂
包括氯乙烯-乙酸乙烯共聚樹脂、氯乙烯-1,1-二氯乙烯共聚樹脂、氯乙烯-丙烯腈共聚樹脂、氯乙烯-丙烯酸酯共聚樹脂、氯乙烯 -乙烯基醚共聚樹脂等。
通過接枝改性制備的PVC接枝樹脂
通過接枝改性制備的PVC接枝沒藥樹，如乙烯醋酸乙烯-氯乙烯接枝共聚樹脂、ACR-氯乙烯接枝共聚樹脂
對PVC樹脂的側基或端基進行化學改性制備的特種PVC樹脂
對PVC樹脂的側基或端基進行化學改性制備的特種PVC樹脂，如氯化PVC樹脂、化PVC樹脂、氨化PVC樹脂等。
參考資料 >
世界衛生組織國際癌癥研究機構致癌物清單 3類致癌物清單(共502種).紹興市市場監督管理局.2023-07-04
氯堿(燒堿、聚氯乙烯)行業準入條件.國家發展和改革委員會網站.2023-07-03
日韓致癌保鮮膜輸入中國 對人體造成的危害較大.中國新聞網.2023-07-01
塑化劑危害兒童健康 遠離塑化劑家長應這樣做.今日頭條.2023-07-01
塑化劑躲不開如何避免危害-嵊州新聞網.嵊州新聞網.2023-07-27