PVC复合材料应用研究进展

PVC复合材料应用研究进展

刘建军

新疆中泰化学托克逊能化有限公司   新疆吐鲁番市  838100 

摘要：随着科学技术的发展,PVC成为继实木、钢铁、铝合金等之后的一种新型建筑材料,受到人们的青睐,其制品广泛应用于建材行业中,且全球对PVC的总体需求量也逐年增长。PVC树脂是极性非结晶型高聚物,具有阻燃、耐化学性高、电绝缘性好、价格便宜等优点。硬质PVC抗拉、抗弯抗冲击性能较好,软质PVC的断裂伸长率、耐寒性较好,但存在冲击性能差、耐热性差等问题,因此需要经过改良才能使用,改性提升后的PVC复合材料可根据不同特性应用于不同领域。

关键词：PVC；复合材料；应用

引言

聚氯乙烯（PVC）是世界五大通用树脂之一，由于其廉价易得且具有良好的阻燃性、耐腐蚀性、耐酸碱性及力学性能等优点，在生活中随处可见到PVC制品的应用。然而硬质聚氯乙烯塑料的冲击性能差、耐热性不佳和可加工性不良,因此,如何发挥其不同方面的优势使其应用于不同领域,是PVC塑料工程化的热门。

1PVC复合材料的特点

1.1使用寿命长

PVC复合材料整体性能好，在施工过程中长时间浸泡在水中也不会吸收水分发生分层和变形，出厂投入使用后的周转次数可达到30次以上。除此之外，PVC复合材料的表面硬度也较高，在使用过程中不易凹陷和损坏，表面平整光滑，具有良好的综合性能。而且，PVC复合材料表面硬度高、韧性好，在极寒或高温地区均可使用。PVC复合材料还可任意组合，能承受多种施工荷载。

1.2物理性能良好

PVC复合材料的主要材料为聚氯乙烯，加工成型后模板表面较光洁平整，且该模板的使用温度区间较长，可以在-20~60℃使用，不会发生变形等情况。同时由于其表面的光洁性，在混凝土凝固后模板不会与混凝土黏结，脱模过程中无需使用脱模剂就可顺利脱模。建筑环境通常较为潮湿，混凝土中含有氯盐等成分，会对钢材料模板造成一定的腐蚀，而PVC复合材料具有较强的耐腐蚀性，可在阴雨天等恶劣环境中使用，有效解决了其他模板被腐蚀的问题。

1.3施工方便

因为PVC复合材料表面较光滑，所以在使用PVC复合材料过程中对建筑物不需要进行二次抹灰就可直接施工；PVC复合材料的密度较其他材料的模板小，工人在施工过程中较轻松；该模板的可塑性较强，可以根据现场建筑工程的要求对模板进行锯、刨或是以模块的形式拼接起来等加以调整，来简化模板的支撑体系和施工过程。

1.4吸水率低

在建筑施工过程中需要对混凝土喷洒大量的水，防止混凝土因快速固化出现干裂和变形。传统的竹木材料的模板吸水率较高，会吸收混凝土中的水分，使混凝土产生裂纹，且竹木材料自身发生变形，不能继续维持混凝土的结构。PVC复合材料的吸水率低，可以避免混凝土中的水分流失，保证了建筑工程质量。除此之外，PVC复合材料还具有其他性能特点，如高机械性能、智能化的加工性能以及优良的环保性能。PVC复合材料被多次循环使用后，可由生产企业进行回收再利用，这不仅减轻了对环境的破坏，而且延长了模板的使用寿命。

2PVC复合材料应用

2.1高强高模PVC复合材料应用于抗洪抢险领域

防洪抢险用的材料应具备高强度、高模量、防渗性能好、稳定等特点,才能在防洪抢险中能发挥操作便捷、施工速度快等作用。高强度塑钢板桩采用强化聚氯乙烯复合材料经特殊工艺一次挤压成型,具有材质轻、隔水性能好、抗老化、耐腐蚀、使用寿命长、可重复使用和可回收利用等特点,是一种环保、便捷的桩基,并且具有施工占地面积小,便于搬运堆放,绿色环保及无污染等优势,在缩短施工工期、减小施工作业面,符合国家倡导“以塑带钢”、“以塑代木”的新材料应用和节能环保政策;塑钢板桩对周边环境影响小,利于保护生态环境。水利部将塑钢板桩列入《2016年水利先进实用技术重点推广指导目录》,已广泛应用于防洪、排涝、防塌方及防泥石流等自然灾害抢险救灾及工程建设。无机填料改性聚氯乙烯提高材料刚性和韧性,并使得PVC复合材料具有良好的力学性能,是通用塑料工程化应用的方式。因此,研究出一种高效稳定的改性聚氯乙烯材料的方法并进行推广不可或缺。无机填料改性聚氯乙烯制备复合材料,具有降本、提高性能作用。

2.2隔音减震聚氯乙烯复合材料应用于高铁、石油化工

聚氯乙烯树脂可通过与其他材料共混制成隔音减震材料,也可以通过发泡制得发泡材料,具有良好的隔音减震效果。目前市场上防止噪声污染的材料主要分为三类:隔音材料、吸音材料和阻尼降噪材料。目前市场较普遍的是阻尼材料,其功能是防止机械振动,降低机械零件之间相互摩擦磨损,降低噪音。考虑到粘弹性阻尼层厚度可控及其性价比,用于普通减振和中等减振区域更能体现其价值。粘弹性阻尼材料减振降噪技术的大面积推广应用不仅会大大降低减振降噪成本,且符合我国绿色发展的理念,是铁路系统减振降噪最有潜力的技术。目前阻尼材料多以高分子复合材料为主,因其界面效应、结构效应等在隔音材料领域具有十分重要的地位。通常为了增加材料面密度,常用方式为添加金属粉末,使其达到隔音效果。为了使隔音材料同时具备阻燃性、抗冲性,还向复合材料加入添加剂,满足消防方面的需求。

2.3阻燃抑烟PVC复合材料应用于建筑结构与船舶

PVC具有耐腐蚀、力学性能好等优点,广泛应用于建材、电线电缆等领域,然而增塑PVC易燃,同时硬质PVC和软质PVC在燃烧过程中会产生大量烟雾。国家相关部门在1995年发布《建筑材料燃烧性能的分级方法》,在标准内规定各种等级材料允许的发烟量,硬质聚氯乙烯化学建材燃烧等级应达到《建筑材料燃烧性能的分级方法》阻燃等级B1。聚氯乙烯在加工过程中添加了大量的增塑剂和其他有害助剂,使其在燃烧过程中产生大量的氯化氢、芳香族挥发物、一氧化碳等有毒烟雾和气体,危害到人们的生命健康及环境。因此,PVC阻燃抑烟是当前行业内待解决的一大难题。近年来随着经济社会发展,高分子材料的需求得到迅猛增长,安全防火标准越来越严格,加上社会及人们的环保意识日趋增强,阻燃抑烟材料正朝着、低毒性、无卤、低发烟量、低成本、高效、多功能化的方向发展。目前,聚氯乙烯阻燃抑烟剂的种类繁多,任何品种的阻燃抑烟剂都有自身缺陷,不能达到良好的阻燃抑烟作用。所以深入研究聚氯乙烯阻燃抑烟机理,合成新的化学物质,采取改性、复配、纳米细化等技术手段,增加阻燃剂之间的协同阻燃抑烟作用,并且合成新阻燃抑烟剂,寻找新的阻燃抑烟方法是未来研究的重点,并有很好的前景。

结束语

(1)目前,PVC复合材料用于防洪抗灾的产品还未广泛使用,国内生产厂家也较少,然而中国防洪抗灾产品的市场需求量较大,经过改性具有高强高模的PVC复合材料具有广泛的市场前景。(2)在隔音降噪方面,目前市面上大多数的隔音材料是PVC隔音毡、吸音毯/板等,多用于室内,对于轨道交通应用较少。(3)在阻燃抑烟方向,聚氯乙烯阻燃剂很多,但单独使用不能满足要求,单一阻燃剂存在各种各样的缺陷。因此研究合成新的阻燃抑烟剂,寻找新的阻燃抑烟方法将是未来研究的站点。

参考文献

[1]贾晓建,苗吉军,尚福鲁,等.规格化铝合金框PVC复合塑料模板性能试验研究[J].青岛理工大学学报,2020,41(5):9-16.

[2]尚福鲁,苗吉军,宋瑞文.建筑PVC塑料模板施工关键问题分析与应用研究[J].青岛理工大学学报,2020,41(1):28-33.

[3]田刚卫,张卫军.新朱路跨渠公路桥现浇箱梁PVC聚合物塑料模板应用[J].科技与企业,2013(16):199.