聚氯乙烯(PVC)是世界上最早工业化的树脂品种之一,是产量较高的一类通用塑料,目前产量仅次于聚乙烯(PE),居第二位。聚氯乙烯树脂可以通过特定的配料和各种加工过程而制成一系列从硬到软、性能各异的聚氯乙烯塑料制品。聚氯乙烯制品由于具有良好的物理、力学、化学、电气性能,具有极为广泛的用途。
工业级和食品级PVC
PVC树脂分为两类——工业级和食品级PVC树脂(SG5)。多数PVC树脂生产厂家采用的是工业级PVC树脂,氯乙烯单体(VCM)含量大于5×10-6,属于超标有毒PVC树脂;而食品级PVC树脂的氯乙烯单体(VCM)含量小于5×10-6,属于无毒、安全可靠PVC树脂。
工业级PVC产品及应用
工业级PVC主要用在下水管、异型材建筑行业、化工工业用管、汽车行业及家电行业等。
PVC下水管主要是大口径PVC缠绕管、节水用地埋管、以及家用的PVC回水管,发达国家在塑料管的各种应用中,埋地排水管领域是最大的市场。据统计,40~50%的塑料管是应用于埋地排水管领域的。
PVC建筑行业主要用在异型材门窗、房屋室内装修(木塑复合地板、PVC墙纸等),及改性PVC水管等。
PVC化工行业主要用在化工原料的输送和所有上下循环水中,尤其在循环水道中应用更多,以发泡管为多见,材质轻,而且可以回收重复使用,基于以上原因,PVC管件这几年特别兴起。
根据悬浮法通用型聚氯乙烯树脂的中国国际标准(GB/T5761-93),各树脂型号、平均聚合度、K值及其用途。 |
据不完全统计,聚氯乙烯型材年生产能力超过120万吨,埋地排水管的生产能力已超过150万吨,而且目前还有新项目在建设或在筹备。在国际上应用量最大的是聚氯乙烯PVC管材和建筑用型材。
节水灌溉用塑料管有两大类,一类是向田间输送水的树脂管;一类是把水灌溉到作物的灌溉用树脂管,品种有PE、PVC-U、PP等实壁管和各种滴灌管、渗灌管和喷灌管等。农业用塑料管也是个需求量很大的市场。中国是个水资源严重短缺的国家,发展“节水农业”是唯一的出路。中央政府和各地区现在都十分重视要推广节水灌溉的技术和器具,并采取各种优惠政策加以扶植。
车用塑料的品种与所占比例大体为:聚氯乙烯(PVC)12.2%,用作车内饰、座垫套、车门内衬、车盖衬里表皮、仪表板蒙皮、地垫、薄膜、密封条、叶子板饰条、前后车门饰条、挡泥板、电机包皮、备胎罩盖、货箱衬里、玻璃窗升降器、踏板罩、挡水板以及硬质汽车地板等。由于其分解产物有毒,不利于环境保护,PVC在汽车上的应用比例呈逐年下降趋势。
自上世纪80年代起,塑料和家电作为新兴轻工行业在中国得到迅猛发展。随着家电产业的蓬勃发展,塑料也越来越多地应用于家电产品中,目前,在家电中应用的塑料主要是五大基础树脂(PP、PE、PS、ABS、PVC等),PU泡沫塑料和各种工程塑料(如PA、POM、PTFE、PET、PC等)及其改性制品。
随着高速公路和高速铁路的兴起,在道路两旁所使用的护栏全部是用PVC复合材料拼装起来,主体颜色是白色,并带有绿色,提醒过往行人引起注意,可以防止行人翻越,也能阻止各种大型动物的穿越,为高速公路的安全行车起到很好的防护作用,不但美观漂亮,而且也降低了用铁丝做护栏的成本,有效地降低了交通安全事故的发生。
食品级PVC产品及应用
(1)食品级PVC应用要求较高,选择食品级PVC树脂,即氯乙烯单体(VCM)含量小于5×10-6。
(2)配方中无重金属,如,铅、锡、汞等,即选择无毒助剂。
满足上述两个条件,属于安全的PVC产品,就可以在食品领域放心正常使用。
食品级PVC主要应用在保鲜膜、医疗血袋、PVC玻璃纸、改性PVC上水管等。
在食品包装用保鲜薄膜生产方面,现在都杜绝了含有壬基苯酚原材料的使用。保鲜膜适用范围和温度很重要,目前市场上销售的保鲜膜可分为聚乙烯(PE)膜、聚氯乙烯(PVC)膜和聚偏二氯乙烯(PVDC)膜三大类。其中,聚偏二氯乙烯(PVDC)保鲜膜,安全性、稳定性、可降解性都非常好,但由于生产成本较高,目前它的销售和应用不是很广泛,主要用于一些价格较高的熟食、火腿等的包装。超市的食物半成品用的PVC保鲜膜符合国家相关规定的,可用于包装生鲜蔬菜。但PVC保鲜膜不得用于食品加热和包装油脂类食物,这种保鲜膜因为内部可能含有一些苯环类的增塑剂,在加热或接触油脂类食物的时候,它会渗透到食物当中,给人体造成危害。
按照新国标,可用于包装食品的保鲜膜将标示“食品用”字样。对聚氯乙烯(PVC)等仅适合用于包装生鲜食品的保鲜膜将标示出“不能接触带油脂食品”、“不得微波炉加热”、“不得高温使用”等警示性语言。可以通过微波炉加热使用的保鲜膜,除了标明“可微波炉使用”外,还必须注明加热方式及最高耐热温度。
新标准的实施,将有助于消费者更直观地了解保鲜膜的功能和使用。保鲜膜新国标与原标准相比,增加了对原料的技术要求,规范了各种保鲜膜的适用范围,并且要求在显著位置注明保鲜膜的使用须知。
聚氯乙烯(PVC)类材料在医疗设备中有着广泛的应用,主要原因在于聚氯乙烯类材料本身具有良好的物理性质。具体而言,这些物理性质包括:PVC材料制造的方便性、以及这类材料与静脉(intravenous,IV)注射液和血液之间良好的相容性。
在医疗护理方面(例如:静脉注射血液袋、静脉注射管、人工肾结缔组织导管、鼓泡型氧合器、以及灌肠剂引流袋和导尿引流袋)通常所使用的PVC类产品中都含有邻苯二甲酸二己酯(DEHP)增塑剂。自从在1950年将DEHP增塑剂投放到医药应用领域中以后,DEHP就成为了其他多种医疗设备中所主要使用的增塑剂。使用DEHP增塑剂的医疗设备包括:心导管、气管插管、以及某些植入型心脏瓣膜及设备。
近来,关于DEHP向PVC表面浸出并且会进入人体的风险,已引起了人们越来越多的争论。尽管这些化学物质对人体的伤害还不明确,但不同国家政府已经开始在一定用途限制这些材料的使用。
然而,PVC在各种各样的医疗产品中有着悠久的使用历史,PVC在医疗产品中的各种应用经过了世界范围内包括FDA在内的无数政府机构和独立健康机构严格的监管审查。尚没有发现PVC类材料具有可确认的副作用。
另外,可替代材料有效取代DEHP或含DEHP的PVC的程度还需要在当今使用的广泛的范围内进行测试。这些可替代材料还必须进行毒物学和具体特定的使用领域可接受的安全标准的评估,并且要具有与原来使用材料相当的安全程度。病人的安全性、功能的有效性、成本的经济性以及规章的遵从性将对未来医疗设备材料的选择及其优先性产生指导性作用。
聚氯乙烯特级玻璃纸(是近年发展起来的一种可替代赛璐玢玻璃纸和双向拉伸聚丙烯膜的新型包装材料,虽然我国已引进了约二十条生产线,但能将其产品用于香烟、磁带等低温热封包装的厂家,为数还不多。烟草行业和酒行业应用的产品外包装都是以PVC玻璃纸进行保鲜包装,每年全球消费的烟酒以数亿计算,所以使用的PVC玻璃纸也不在少数,据统计,每年全球PVC玻璃纸用量在150万吨左右。
改性PVC上水管主要用在城镇化建设和家用自来水改造,具有广阔市场前景,因此在PVC的无毒和改性方面专家们提出了一致的意见,减少重金属助剂的使用,降低致癌物的存在,要求氯乙烯单体(VCM)含量不大于5×10-6,即可放心安全使用。
环保PVC产品
PVC受到环保批评的原因主要有两个方面:(1)PVC是含氯产品,废料的处理会产生二恶英对大气污染;(2)PVC制品配方中所示用的一些原辅材料为有毒有害物质,在加工和使用过程中会对人类造成危害。
环保PVC制品配方设计可以有效地解决原辅材料的毒性问题,使PVC制品更加安全。
PVC配方是最复杂,成份最多的一类塑料配方,PVC配方中除PVC树脂外,一般会使用很多助剂。对制品环保性可能产生较大影响的原辅料品种主要有PVC树脂、稳定剂、增塑剂、阻燃剂、填充剂和着色剂等。因此,在环保PVC制品配方设计时,除PVC树脂外,应特别注意助剂品种选择。
环保PVC制品配方设计要把环保和实用有机结合,在符合环保要求和保证制品性能的前提下,尽可能地降低成本,适应工业化生产,并在实际生产中灵活运用各种配方形式,不能简单照搬,应根据助剂的实际情况进行调整。
综上所述,PVC产品只要满足食品级PVC树脂的氯乙烯单体(VCM)含量小于5×10-6,就属于无毒、安全可靠PVC树脂,并且其所添加的添加剂为无毒的助剂,如无铅、无汞等重金属元素,所生产的产品就是无毒、环保、安全可使用的产品。