地板纸

聚氯乙烯地板覆盖物

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聚氯乙烯(IUPAC Polychloroethene)通常缩写为PVC，是一种广泛使用的热塑性聚合物。就产生的收入而言，它是化学工业最有价值的产品之一。在世界范围内，超过50%的PVC产品用于建筑。作为一种建筑材料，PVC便宜、耐用且易于组装。近年来，聚氯乙烯已经在许多领域取代了木材、混凝土和粘土等传统建筑材料。

聚氯乙烯有多种用途。作为一种硬塑料，它被用作乙烯基壁板、磁条卡、窗户型材、留声机唱片(这是乙烯基唱片一词的来源)、管子、管道和导管固定装置。这种材料通常用于供水和污水处理行业管道的塑料压力管道系统中，因为它具有廉价的特性和灵活性。PVC管道通常是白色的，而ABS通常有灰色、黑色和白色。

通过添加增塑剂，它可以变得更柔软和更有弹性，最广泛使用的是邻苯二甲酸酯。以这种形式，它被用于服装和室内装潢，制造软管和管道，地板，屋顶膜和电缆绝缘。它也常用于小雕像。

如图所示，聚氯乙烯是由单体氯乙烯聚合而成的。由于其质量的57%是氯，生产一定质量的PVC比许多其他聚合物需要更少的石油。

历史

聚氯乙烯至少在19世纪的两个不同场合被偶然发现，第一次是亨利·维克多·雷尼奥在1835，第二次是欧根·鲍曼在1872。在这两种情况下，聚合物在暴露于阳光下的氯乙烯烧瓶中表现为白色固体。20世纪初，俄罗斯化学家Ivan Ostromislensky和德国化学公司Griesheim-Elektron的Fritz Klatte都试图在商业产品中使用PVC(聚氯乙烯),但加工这种坚硬、有时易碎的聚合物的困难阻碍了他们的努力。在1926中，Waldo Semon和B.F. Goodrich公司开发了一种通过将PVC与各种添加剂混合来塑化PVC的方法。结果是一种更灵活、更容易加工的材料，很快就获得了广泛的商业应用。

聚氯乙烯是我们最常见的合成材料之一。聚氯乙烯通常被称为“PVC”或“乙烯基”，是一种用途非常广泛的树脂，有数千种不同的配方和配置。在美国，我们在1992生产了超过100亿磅的PVC树脂。在塑料中，它的数量仅次于聚乙烯。PVC是建筑中最常用的塑料，在1992中使用了63亿磅树脂。聚氯乙烯化合物(与各种添加剂结合的树脂)出现在各种应用中，如下水道管道、电线护套、地板和挡风雨条(见表)。

虽然一些乙烯基产品，如壁板和地板长期以来一直受到批评，但最近整个PVC行业都因环境原因而受到抨击。最近最猛烈的攻击不仅针对聚氯乙烯，还针对工业社会中氯的使用这一更广泛的问题。正如最近几期《EBN》报道的那样，绿色和平组织呼吁出于一系列健康和环境原因，逐步淘汰包括聚氯乙烯在内的所有含氯工业。没有绿色和平组织那么政治化的团体也公开反对氯的使用，尽管没有特别强烈地反对聚氯乙烯。其中包括大湖区国际联合委员会(IJC)和美国公共卫生协会(APHA)。

在所有这些宣传之后，许多建筑商和建筑师开始质疑指定PVC材料并寻找替代品的明智性。然而，为了做出明智的选择，尤其是在这样一场有争议的辩论中，了解一些背景知识是有用的。

它是如何制作的

聚氯乙烯由氯、碳和氢组成。氯通常来自普通岩盐(氯化钠)的盐水溶液。氯是通过电解分离的:穿过液体溶液的强电流将钠离子吸引到(带负电荷的)阴极，而氯聚集在阳极。

直到最近，电解还需要使用液态汞作为阴极，微量的有毒汞经常会污染副产品和废液。大多数制造商不再使用汞；然而，在1992年，美国仅有14%的氯生产使用汞。

今天，美国77%的生产中使用的最常见的氯分离工艺依赖于电解槽中的隔膜。所有新设施都采用了一种更新的基于膜的方法，因为这种方法比其他系统更节能，产生的副产品价值更高。这种膜技术约占氯产量的7%。

PVC行业是全球最大的工业氯消费行业，使用了约30%的氯产量。其余的进入造纸、杀虫剂、药品和大量其他产品和工艺。一些氯基制冷剂和推进剂(氟氯化碳和氟氯烃)由于担心对臭氧层的破坏而被逐步淘汰。

除了氯，盐的电解还产生苛性钠(氢氧化钠)，用于制造肥皂、纸张和人造纤维，并在许多其他工业中用作中和剂。虽然最初氯是苛性钠生产中不需要的副产品，但是对氯的需求增加了很多，以致苛性钠变得相对便宜，导致其在越来越多的工艺中使用。

PVC树脂含有57%重量的氯。其余的是氢和碳，它们来自化石燃料:主要是天然气和石油。今天几乎所有的PVC都是由乙烯制成的，乙烯是许多工业过程的首选石化产品。在美国，乙烯是通过在反应器中在大约800℃下裂解乙烷而制得的。(乙烷是一种在天然气精炼过程中提取的轻质烃。)乙烯生产的许多副产品(烯烃、二烯烃和甲烷)用于其他工业。一种通过将氯气与乙炔结合来生产氯乙烯的旧工艺虽然不再与基于乙烯的工艺竞争，但仍在一两家现有工厂中使用，在这些工厂中，大量的基础设施投资将制造商锁定在该工艺中。

乙烯和氯结合生成1，2-二氯乙烷(EDC)，然后转化为氯乙烯。氯乙烯，在工业中通常称为VCM(代表“氯乙烯单体”)，在常温常压下是一种气体。将EDC转化为氯乙烯的副产品是盐酸。

EDC是由乙烯和氯气通过两种工艺制得的:直接氯化，使用纯氯气；和氧氯化，其中乙烯与盐酸结合(见公式)。氧氯化过程在较高的温度下进行，产生的有毒副产品比直接氯化多得多；这样做主要是为了利用EDC转化为氯乙烯时产生的盐酸副产物。

聚氯乙烯是通过将氯乙烯结合成链或聚合物而制成的。聚合有几种不同的方法，每种方法赋予聚合物不同的性质。到目前为止，最常见的是悬浮过程。将氯乙烯与少量甲基纤维素和有机过氧化物一起搅拌到水中，这些物质引发聚合反应并防止聚合颗粒聚集。在6-8小时的过程中，聚合室的内容物必须剧烈搅拌。此外，该过程必须不断冷却，因为它产生的热量约为660 btu/lb PVC。冷却是通过使水通过聚合罐的侧面来完成的，每生产一磅PVC使用约30加仑的水。

当大约90%的氯乙烯已经聚合时，该过程终止。剩余的氯乙烯单体用真空抽出，大部分回收。直到最近，PVC材料中还残留着微量的氯乙烯。认识到氯乙烯易于从PVC容器中浸出到食物或水中，再加上发现它是致癌的，导致对PVC中残留氯乙烯的量进行严格控制，尤其是用于食物和水的容器。

为了满足这些要求，PVC制造商增加了一个单独的汽提过程，以除去PVC中几乎所有的残留单体。汽提后，PVC以悬浮在水中的小颗粒形式存在。这些在离心机中旋转干燥，然后在包装前风干。

除了悬浮法之外，另外两种聚合方法也可生产用于特定用途的PVC。一种乳化工艺被用来生产更精细的PVC颗粒，这些颗粒被用于乙烯基糊——也称为塑料溶胶——一些乙烯基地板就是由塑料溶胶制成的。大规模工艺更简单，尽管在添加共聚物(与PVC混合以增强某些性能的其他塑料树脂)方面不太灵活。本体聚合约占美国生产的PVC的20%

聚氯乙烯工业的历史

PVC最早是在1872年的一个实验室里生产出来的。它在公元1930年代开始商业化生产，当时人们知道了将它与增塑剂混合的技术，聚氯乙烯作为橡胶的替代品出现。第二次世界大战期间，当材料短缺限制了传统管道供应时，德国科学家开发了用于供水系统的PVC管道。

在1950年代和1960年代，许多美国公司建立了将氯乙烯聚合成PVC的设施。那时，聚合是在敞开的桶中进行的，需要相对少的资本。工人在加工过程中大量接触氯乙烯并不被认为是危险的，尽管它们通常会产生麻醉作用。“我们过去常开玩笑说从中得到廉价的快感，”洛厄尔马萨诸塞大学的鲁道夫·迪宁教授说，他当时在PVC生产部门工作。

在1971中，一种罕见的肝癌血管肉瘤被追踪到PVC工人中的氯乙烯暴露，并且职业安全和健康管理局(OSHA)建立了严格的工作场所暴露限制。这些限制使得制造环境的彻底改变成为必要——所有的聚合桶都必须密封和控制。这些变化的成本和大型工厂享受的规模经济的增长最终淘汰了小型生产商，他们要么关闭PVC生产设施，要么被大型生产商收购。

今天，北美聚氯乙烯市场被大约十几家大型制造商所控制。其中一些公司，如西方石油公司，经营从氯和乙烯生产到最终产品的所有工艺阶段的设施。然而，大多数公司从其他生产商那里购买一些精炼材料。陶氏化学公司生产大量氯乙烯出售给其他公司，但自己不生产聚氯乙烯。

添加剂

单独的PVC树脂并不那么有用。它与添加剂混合相对容易，但是，借出各种不同性质的PVC化合物。实际的PVC树脂通常仅占PVC最终产品的约70%,有时少至35%或40%。PVC在生产过程中可能会与其他聚合物树脂(共聚物)混合，或与随后混合的各种添加剂混合。最常见的添加剂包括增塑剂和稳定剂，增塑剂使PVC具有许多乙烯基产品的柔韧性，稳定剂降低了PVC在各种条件下降解的趋势。将这些添加剂与PVC混合的过程称为混合。混合可以由聚氯乙烯制造商、专门从事这一过程的公司或最终产品的生产商来完成。

增塑剂

增塑剂包含大量化学物质，大部分来自化石燃料。它们用于所有需要柔韧性的PVC产品中，如电缆、软管、垫圈和乙烯基地板。增塑剂也与其他塑料树脂一起使用，但PVC行业消耗了所有增塑剂的绝大部分(约80%)。尽管PVC因其高含氯量而具有内在的耐火性，但添加增塑剂会降低这种耐火性，因此也有必要添加阻燃剂。

最常见的传统增塑剂被称为DOP或DEHP(邻苯二甲酸二-2-乙基己酯)。全世界每年生产大约900万吨DOP。DOP在1987中被确定为疑似致癌物，当发现其浸出到储存的血液中时，暂停其在医用血袋中的使用。人们还担心DOP会释放到环境中。美国环保署的有毒物质排放清单(TRI)报告称，100多万磅的DOP在1991年被释放到空气中。

稳定剂

稳定剂被添加到PVC中以减少降解，主要是由于热或紫外线。稳定剂的主要化学功能是防止PVC内形成盐酸(或吸收任何形成的盐酸)，因为酸会促进材料的降解。

传统上，重金属如镉和铅被用作稳定剂。由于担心这些元素的毒性，该行业已在许多应用中转向替代品。尽管如此，最近《塑料工程》上的一篇文章报道说，城市固体废物焚烧炉灰中所有镉的15%来自PVC产品。铅还继续用于大直径管道和电缆绝缘(见第15页)。这些金属的常见替代品是钙锌和钡锌配方。成本较高和技术困难是没有在所有应用中使用这些替代品的原因。

其他添加剂

PVC产品的其他添加剂种类清单很长:加工助剂、抗冲改性剂、颜料、白垩等惰性填料、有助于挤出的润滑剂、阻燃剂、抑烟剂、生物杀灭剂。这些添加剂的用量通常比增塑剂和稳定剂少得多，而且它们中的大多数也用于基于其他(非PVC)塑料树脂的化合物中。

太长了，自己抄:/auth/article.cfm？fileName = 030101b . XML

另请参考:

PVC地板罩的历史(PDF杂志):/static/WMA/PDF/1/1/6/2/5/wave 15 _ uk . PDF

聚氯乙烯建筑产品:http://www.vinylbydesign.org/site/page_two_col.asp?轨道= & ampCID = 30 & ampDID=6