基本簡介:
聚氯乙烯，英文簡稱PVC(Polyvinyl chloride)，是氯乙烯單體(vinyl chloride monomer, 簡稱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。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統稱之為氯乙烯樹脂。由氯乙烯在引發劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統稱為氯乙烯樹脂。PVC為無定形結構的白色粉末，支化度較小。工業生產的PVC分子量一般在5萬～12萬范圍內，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；無固定熔點，80～85℃開始軟化，130℃變為粘彈態，160～180℃開始轉變為粘流態；有較好的機械性能，抗張強度60MPa左右，沖擊強度5～10kJ/m²；有優異的介電性能。但對光和熱的穩定性差，在100℃以上或經長時間陽光曝曬，就會分解而產生氯化氫，并進一步自動催化分解，引起變色，物理機械性能也迅速下降，在實際應用中必須加入穩定劑以提高對熱和光的穩定性。PVC很堅硬，溶解性也很差，只能溶于環己酮、二氯乙烷和四氫呋喃等少數溶劑中，對有機和無機酸、堿、鹽均穩定，化學穩定性隨使用溫度的升高而降低。PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮－苯混合溶劑中，用于干法紡絲或濕法紡絲而成纖維，稱氯綸。具有難燃、耐酸堿、抗微生物、耐磨并具有較好的保暖性和彈性。

PVC為無定形結構的白色粉末，支化度較小，相對密度1.4左右，玻璃化溫度77~90℃，170℃左右開始分解，對光和熱的穩定性差，在100℃以上或經長時間陽光曝曬，就會分解而產生氯化氫，并進一步自動催化分解，引起變色，物理機械性能也迅速下降，在實際應用中必須加入穩定劑以提高對熱和光的穩定性。

工業生產的PVC分子量一般在5萬~11萬范圍內，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加;無固定熔點，80~85℃開始軟化，130℃變為粘彈態，160~180℃開始轉變為粘流態;有較好的機械性能，抗張強度60MPa左右，沖擊強度5~10kJ/m2;有優異的介電性能。

PVC曾是世界上產量的通用塑料，應用非常廣泛。在建筑材料、工業制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應用。

資訊：5G高頻對材料的需求

我們首先介紹一下，Dk和Df這兩個的數值到底是什么？

Dk即介電常數，又叫介質常數，介電系數或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個系數，以字母ε表示，在工程應用中，介電常數時常在以相對介電常數的形式被表達，而不是絕對值，所以它相對于表示這個材料里面能夠容納電容的能力，它能夠容納電容，代表訊號穿過的時候有部分的訊號會被這個材料所吸收，代表它對于信號的穿透產生影響。

Df又稱損耗因子、阻尼因子或內耗或損耗角正切，是材料在交變力場作用下應變與應力周期相位差角的正切，也等于該材料的損耗模量與儲能模量之比。下面有個公式：

信號傳播的損失會跟頻率以及Df成正比，也就代表了Df越高信號的損失越高，頻率越高，信號損失也越高，所以在4G或者5G的sub6的時候，它相對于毫米波，毫米波相當于頻率是它們的五六倍以上。所以毫米波對于Df會更加的重視，因為它的頻率已經拉高了，所以這時候任何材料的差異都會對于信號傳播的損失產生倍數，甚至五六倍以上的影響。

材料會追求三個部分:

一個是高介電低損耗的材料，因為它有助于天線的小型化。目前，全球的裝置的頻段非常多，怎么樣在一個小小的空間里面容納盡可能多的天線，所以就希望把每個天線所占用的面積最小化，而高介電的材料有助于這個方向；

第二個更通用的方向，低介電低損耗的材料，這個部分會在很多部分的應用，比如說機殼，因為天線是在機殼內部，或者未來的設計，也可能把天線放在機殼的外部，但是在機殼內部現在通用的狀況代表你的天線往外發送或者接收的時候，都會經過機殼這一個材料產生影響，所以我們當然希望把這個影響降到的可能。這些內部的訊號傳輸，比如電路板或者FPC高頻信號的傳輸，當然也希望傳輸的過程這個訊號的損失盡量降低。所以這大概是材料端的一個選用的方向；

第三個特性是穩定，因為這些所有的條件都是希望在一個穩定的狀況，比如說在一個溫度濕度以及吸水性都能夠穩定，因為這些Dk跟Df它其實每個材料在不同的頻率跟溫濕度下是有變化的，所以在設計的時候，當然希望是一個穩定的參數，這樣子才能基于那一個參數去做優化跟調校。如果你的參數是很不穩定的，當初基于某個參數調校的數值，在真正設計的時候就會產生差異。

這是目前常用的幾個材料的Dk跟Df值。以Dk來說，真空的數值基準是1，其他的部分就會有差異，像這邊列出來的LCP、MPI，它們基本上是目前比較常用在電路板或者未來的FPC，因為以前的FPC主要是用PI的材料，所以它們的介電常數其實是有一些差異的。

另外在介電損耗Df的部分其實看起來好像數值不大，比如說以玻璃來說好了，它的數值可能是0.02，看起來差異不大。但是跟塑膠比如說聚碳酸酯來比，數值是0.005，其實基本上差異就體現出來。這個差異在4G的情況下可能影響不大，但是在5G下面這一個的測試數據，5G的天線性能如果在28GHz下面做測試的話，標準值指的對應的是真空的1，標準值是18.4，但是如果用了塑膠材料，它基本上會衰減1.2dB。衰減越少當然是越好的方向。玻璃就會衰減到3.1dB，也就是在Df的微小差異，其實在最后的訊號衰減就會產生一些大的差異。所以接下來有很多的重點都是怎么樣在基礎的材料上面去做一些改性，去把Df值或者Dk值盡量降低，這個是大概未來的一個方向。

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。PVC是VCM單體多數以頭-尾結構相聯的線形聚合物。碳原子為鋸齒形排列，所有原子均以σ鍵相連。所有碳原子均為sp3雜化。

在PVC分子鏈上存在短的間規立構規整結構。隨著聚合反應溫度的降低，間規立構規整度提高。聚氯乙烯大分子結構中存在著頭頭結構、支鏈、雙鍵、烯丙基氯、叔氯等不穩定性結構、使得耐熱變形及耐老化差等缺點。故作交聯后，可將該類缺點消除。

交聯分為輻射交聯和化學交聯。

1.輻射交聯。使用高能射線，一般為鈷60輻射源產生的射線或電子加速產生的電子射線，主要采用后者。再加以助交聯助劑（兩個或多個碳碳雙鍵結構的單體）進行交聯。但操作難度大，對設備要求高。

2.化學交聯。使用三唑二巰基胺鹽（FSH）進行交聯，交聯機理為胺與巰基結合進攻碳氯極性鍵實行取代反應。交聯后產品耐紫外、耐溶劑、耐溫、沖擊增韌等性能會得到全面提升。

主要用途
1.聚氯乙烯異型材

型材、異型材是我國PVC消費量的領域，約占PVC總消費量的25%左右，主要用于制作門窗和節能材料，其應用量在全國范圍內仍有較大幅度增長。在發達國家，塑料門窗的市場占有率也是高居首位，如德國為50%，法國為56%，美國為45%。

2.聚氯乙烯管材

在眾多的聚氯乙烯制品中，聚氯乙烯管道是其第二大消費領域，約占其消費量的20%。在我國，聚氯乙烯管較PE管和PP管開發早，品種多，性能優良，使用范圍廣，在市場上占有重要位置。

3.聚氯乙烯膜

PVC膜領域對PVC的消費位居第三，約占10%左右。PVC與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機制成規定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。也可以通過剪裁，熱合加工包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。經雙向拉伸的薄膜，所受熱收縮的特性，可用于收縮包裝。

4.PVC硬材和板材

PVC中加入穩定劑、潤滑劑和填料，經混煉后，用擠出機可擠出各種口徑的硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線套管或樓梯扶手。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質板材。板材可以切割成所需的形狀，然后利用PVC焊條用熱空氣焊接成各種耐化學腐蝕的貯槽、風道及容器等。

5.PVC一般軟質品

利用擠出機可以擠成軟管、電纜、電線等；利用注射成型機配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車配件等。

6.聚氯乙烯包裝材料

聚氯乙烯制品用于包裝主要為各種容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生產礦泉水、飲料、化妝品瓶，也有用于精制油的包裝。PVC膜可用于與其它聚合物一起共擠出生產成本低的層壓制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯膜也可用于拉伸或熱收縮包裝，用于包裝床墊、布匹、玩具和工業商品。

7.聚氯乙烯護墻板和地板

聚氯乙烯護墻板主要用于取代鋁制護墻板。聚氯乙烯地板磚中除一部分聚氯乙烯樹脂外，其余組分是回收料、粘合劑、填料及其它組分，主要應用在機場候機樓地面和其它場所的堅硬地面。

8.聚氯乙烯日用消費品

行李包是聚氯乙烯加工制作而成的傳統產品，聚氯乙烯被用來制作各種仿皮革，用于行李包，運動制品，如籃球、足球和橄欖球等。還可用于制作制服和專用保護設備的皮帶。服裝用聚氯乙烯織物一般是吸附性織物(不需涂布)，如雨披、嬰兒褲、仿皮夾克和各種雨靴。聚氯乙烯用于許多體育品，如玩具、唱片和體育運動用品，聚氯乙烯玩具和體育用品增長幅度大，由于其生產成本低、易于成型而占有優勢。

9.PVC涂層制品

有襯底的人造革是將PVC糊涂敷于布上或紙上，然后在100℃以上塑化而成。也可以先將PVC與助劑壓延成薄膜，再與襯底壓合而成。無襯底的人造革則是直接由壓延機壓延成一定厚度的軟制薄片，再壓上花紋即可。人造革可以用來制作皮箱、皮包、書的封面、沙發及汽車的坐墊等，還有地板革，用作建筑物的鋪地材料。

10.PVC泡沫制品

軟質PVC混煉時，加入適量的發泡劑做成片材，經發泡成型為泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、涼鞋、鞋墊、及防震緩沖包裝材料。也可用擠出機基礎成低發泡硬PVC板材和異型材，可替代木材使用，是一種新型的建筑材料。

11.PVC透明片材

PVC中加沖擊改性劑和有機錫穩定劑，經混合、塑化、壓延而成為透明的片材。利用熱成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包裝，是優良的包裝材料和裝飾材料。

12.其他

門窗有硬質異型材料組裝而成。在有些國家已與木門窗鋁窗等共同占據門窗的市場；仿木材料、代鋼建材（北方、海邊）；中空容器。

虛電路是分組交換網絡提供的服務之一（另一種是數據報服務），簡單地說，就是通過網絡內部的控制機制，在用戶主機之間建立虛擬的邏輯連接，并且保證在其上傳送信包的正確性和順序性，通信前后要進行虛電路的建立和拆除。永久虛電路是一種在網絡初始化時建立的虛電路，并且該虛電路一直保持。X.25網絡和B-ISDN都提供PVC服務。PVC膠袋一般是禁用的。
理化性能
本色為微黃色半透明狀，有光澤。透明度勝于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯，軟制品柔而韌，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折處會出現白化現象。穩定；不易被酸、堿腐蝕；對熱比較耐受。

聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值為40以上）、耐化學藥品性高（耐濃鹽酸、濃度為90%的硫酸、濃度為60%的硝酸和濃度20%的氫氧化鈉）、機械強度及電絕緣性良好的優點。

聚氯乙烯對光、熱的穩定性較差。軟化點為80℃，于130℃開始分解。在不加熱穩定劑的情況下，聚氯乙烯100℃時即開始分解，130℃以上分解更快。受熱分解出放出氯化氫氣體，（氯化氫氣體是有毒氣體）使其變色，由白色→淺黃色→紅色→褐色→黑色。陽光中的紫外線和氧會使聚氯乙烯發生光氧化分解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后發脆。從這里不難理解，為什么一些PVC塑料時間久了就會變黃、變脆的原因。

具有穩定的物理化學性質，不溶于水、酒精、汽油，氣體、水汽滲漏性低；在常溫下可耐任何濃度的鹽酸、90%以下的硫酸、50—60%的硝酸和20%以下的燒堿溶液，具有一定的抗化學腐蝕性；對鹽類相當穩定，但能夠溶解于醚、酮、氯化脂肪烴和芳香烴等有機溶劑。

工業聚氯乙烯樹脂主要是非晶態結構，但也包含一些結晶區域（約5%），所以聚氯乙烯沒有明顯的熔點，約在80℃左右開始軟化，熱變形溫度（ 1.82MPa負荷下）為70-71℃，在加壓下150℃開始流動，并開始緩慢放出氯化氫，致使聚氯乙烯變色（由黃變紅、棕、甚至于黑色）。

工業聚氯乙烯重均相對分子質量在4.8-4.8萬范圍內，相應的數均相對分子質量為2-1.95萬。而絕大多數工業樹脂的重均相對分子質量在10-20萬，數均相對分子質量在4.55-6.4萬。硬質聚氯乙烯（未加增塑劑）具有良好的機械強度、耐候性和耐燃性，可以單獨用做結構材料，應用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬質聚氯乙烯可以用增強材料。