塑料行业概况以及聚氯乙烯的个性浅析.docx
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塑料行业概况以及聚氯乙烯的个性浅析
塑料行业概况及聚氯乙烯的个性浅析
河北通产进出口有限公司
2009-9-3
1.塑料
1.1塑料的发展过程
自美籍比利时人列奥·亨德里克·贝克兰，100年前的1907年7月14日，他注册了酚醛塑料的专利。
人类自此进入了塑料时代，在这一百多个岁月之中，塑料产业在人类的生活之中发生着翻天覆地的变化。
从衣食住行到航空航天设备无所不在。
早期的塑料容易着火，这就限制了用它制造产品的范围。
第一个能成功地耐高温的塑料是“贝克莱特”（即酚酣塑料—译注）。
利奥·贝克兰德在1909年获得了该项专利。
1909年，美国的贝克兰首次合成了酚醛塑料。
20世纪30年代，尼龙又问世了，被称为是“由煤炭、空气和水合成，比蜘蛛丝细，比钢铁坚硬，优于丝绸的纤维”。
它们的出现为此后各种塑料的发明和生产奠定了基础。
由于第二次世界大战中石油化学工业的发展，塑料的原料以石油取代了煤炭，塑料制造业也得到飞速的发展。
塑料是一种很轻的物质，用很低的温度加热就能使它变软，随心所欲地做成各种形状的东西。
塑料制品色彩鲜艳，重量轻，不怕摔，经济耐用，它的问世不仅给人们的生活带来了诸多方便，也极大地推动了工业的发展。
然而，塑料的发明还不到100年，如果说当时人们为它们的诞生欣喜若狂，现在却不得不为处理这些充斥在生活中，给人类生存环境带来极大威胁的东西而煞费苦心了。
塑料是从石油或煤炭中提取的化学石油产品，一旦生产出来很难自然降解。
塑料埋在地下200年也不会腐烂降解，大量的塑料废弃物填埋在地下，会破坏土壤的通透性，使土壤板结，影响植物的生长。
如果家畜误食了混入饲料或残留在野外的塑料，也会造成因消化道梗阻而死亡。
塑料在给人们的生活带来方便的同时，也给环境带来了难以收拾的后患，人们把塑料给环境带来的灾难称为“白色污染”。
1.2塑料的定义
塑料为合成的高分子化合物{聚合物（polymer）}，又可称为高分子或巨分子，也是一般所俗称的塑料（plastics）或树脂（resin），可以自由改变形体样式。
是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。
树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。
树脂约占塑料总重量的40％～100％。
塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。
有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。
所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但因又经过化学的力量来合成，而被称之为塑料。
根据美国材料试验协会所下的定义，塑料乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料，它在加工完成时呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以借流动（flow）来造型。
因此，经由此说明我们可以得到以下几项了解：
●它是高分子有机化合物
●它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等
●它可以成形（moldable）
●种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料
●用途广泛产品呈现多样化
●具有不同的性质
●可以用不同的加工方法（processingmethod）
塑料和树脂这两个名词也常混用。
1.3.塑料的分类
塑料可区分为热固性与热可塑性二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。
塑料高分子的结构基本有两种类型：
第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。
有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。
有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。
塑料也区分为泛用性塑料及工程塑料，主要是用途的广泛性来界定，如PE、PP价格便宜，可用在多种不同型态的机器上生产。
工程塑料则价格较昂贵，但原料稳性及物理物性均好很多，一般而言，其同时具有刚性与韧性两种特性。
表1.1为塑料原料对照表，1至8项为泛用性塑料，第9、10项介于二者之间。
一般称PP、HDPE、LDPE、PVC及PS为五大泛用塑料。
表1-1常用塑料原料对照表
学名
英文简称
中文学名
俗称
Polypropylene
PP
聚丙烯
HighDensityPolyethylene
HDPE
高密度聚乙烯
硬性软胶
LowDensityPolyethylene
LDPE
低密度聚乙烯
LinearLowDensityPolyethylene
LLDPE
线性低密度聚乙烯
PolyvinylChloride
PVC
聚氯乙烯
GeneralPurposePolystyrene
GPPS
一般级聚苯乙烯
硬胶
ExpansiblePolystyrene
EPS
发泡性聚苯乙烯
发泡胶
HighImpactPolystyrene
HIPS
耐冲击性聚苯乙烯
耐冲击硬胶
Styrene-AcrylonitrileCopolymers
AS,SAN
苯乙烯─丙烯晴共聚物
透明大力胶
Acrylonitrile-Butadiene-StyreneCopolymers
ABS
丙烯晴─丁二烯─苯乙烯共聚合物
超不碎胶
PolymethylMethacrylate
PMMA
聚甲基丙烯酸酯
压克力
Ethylene-VinylAcetateCopolymers
EVA
乙烯─醋酸乙烯之共聚合物
橡皮胶
PolyethyleneTerephthalate
PET
聚对苯二甲酸乙酯
聚酯
PolybutyleneTerephthalate
PBT
聚对苯二甲酸丁酯
Polyamide（Nylon6.66）
PA
聚醯胺尼龙
Polycarbonates
PC
聚碳酸树酯
防弹胶
Polyacetal
POM
聚缩醛树酯
赛钢、夺钢
Polyphenyleneoxide
PPO
聚氧化二甲苯
Noryl
Polyphenylenesulfide
PPS
聚苯硫醚
Polyurethanes
PU
聚胺基甲酸乙酯
1.4塑料的成型方法
塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程。
加工方法（通常称为塑料的一次加工）包括压塑（模压成型）、挤塑（挤出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、压延等。
●压塑
压塑也称模压成型或压制成型，压塑主要用于酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型。
●挤塑
挤塑又称挤出成型，是使用挤塑机（挤出机）将加热的树脂连续通过模具，挤出所需形状的制品的方法。
挤塑有时也有于热固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。
挤塑的优点是可挤出各种形状的制品，生产效率高，可自动化、连续化生产；缺点是热固性塑料不能广泛采用此法加工，制品尺寸容易产生偏差。
●注塑
注塑又称注射成型。
注塑是使用注塑机（或称注射机）将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得产品的方法。
注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。
注塑的优点是生产速度快、效率高，操作可自动化，能成型形状复杂的零件，特别适合大量生产。
缺点是设备及模具成本高，注塑机清理较困难等。
●吹塑
吹塑又称中空吹塑或中空成型。
吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。
用吹塑法可生产薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及儿童玩具等。
●压延
压延是将树脂合各种添加剂经预期处理（捏合、过滤等）后通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材，随后从压延机辊筒上剥离下来，再经冷却定型的一种成型方法。
压延是主要用于聚氯乙烯树脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。
●发泡成型
发泡材料（PVC,PE和PS等）中加入适当的发泡剂，使塑料产生微孔结构的过程。
几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料。
按泡孔结构分为开孔泡沫塑料（觉大多数气孔互相连通）和闭孔泡沫塑料（绝大多数气孔是互相分隔的），这主要是由制造方法（分为化学发泡，物理发泡和机械发泡）决定的。
2、塑料的发展概况
2.1、国际塑料发展总体情况
合成树脂、合成橡胶与合成纤维三大类高分子材料已成为人类不可或缺的新型材料，
已与钢铁、木材和水泥一起构成现代社会中的四大基础材料，而且是支撑现代高科技发
展的基础材料之一，是信息、能源、工业、农业、交通运输乃至宇宙空间和海洋开发等
国民经济各领域不可缺少的材料。
目前，上述三大类高分子材料的数量之比大约为65：
30：
5，由此可见合成树脂的重要性。
由于塑料的众多优点及其在国民经济中的广泛应用，塑料工业在当今世界上占有极为重要的地位（关于塑料的特点请参见本文的附录部分）。
多年来塑料制品的生产在世界各地都以惊人的高速度发展着。
2004年世界塑料总产量达到2.12亿吨，比2003年增长5％，亚洲、欧洲和北美分别占世界总产量的34.4％、30.7%和25.9％。
从2003年开始，亚洲塑料产量占世界总产量的比例有明显增高的趋势。
五大通用树脂占世界合成树脂总量的70％。
2004年世界五大通用树脂的生产能力为1.759亿吨，产量为1.497亿吨，大约为塑料总产量的68％。
聚乙烯占五大通用树脂总产量的40％，聚丙稀占25.5％，聚氯乙烯占20.1％，聚苯乙烯占10.2％，ABS树脂占4.2％。
从1999－2004年5年的增长速度看，聚烯烃和ABS树脂有较快的需求增长速度，尤其是聚丙烯，无论是生产能力增速还是产量（可以近似认为是需求量）的增速都居首位。
化工行业专家也都预测今后5－10年增速最快的树脂为聚丙烯。
塑料行业是一个品种繁多、应用广泛的化工子行业。
世界塑料工业快速增长，亚洲塑料工业的发展引人注目，中国塑料工业的发展和前景令世人瞩目。
中国的塑料工业发展迅速，目前在世界各国塑料制品产量排名中稳居第二位，已经成为世界塑料大国。
2.2、国内塑料发展概况
中国的塑料工业发展迅速。
1949年，全国塑料制品总产量仅为200余吨。
1958年中国第一套聚氯乙烯树脂生产装置在锦西化工厂建成，标志着中国塑料工业步入快速发展时期。
1958年国内塑料制品产量为2.4万吨，1965年为13万吨，1979年为94.8万吨，1988年则猛增到354.2万吨，1996年达1534万吨。
2004年已经接近2000万吨，总加工能力已经超过2000万吨，在世界各国塑料制品产量排名中稳居第二位。
另外，中国塑料工业的出口能力也有了大幅度提升。
海关统计显示，自2001年至2005年，我国塑料制品出口年均增长率达25％，2005年出口总额达166亿美元，占其工业总产值的1/4强。
从合成树脂看，中国合成树脂增长率是GDP增长率的2倍多，进口产品占据半壁江山。
1990－2004年，我国五种通用树脂表观消费量的年增长率为19.0％，是同期GDP年均增长率（9.3％）的2.04倍，其中聚乙烯产量增长率为13.5%，聚丙烯为21.7％，聚氯乙烯为14.4％，聚苯乙烯为30.1％，ABS为45.9％。
ABS产量增长速度最快，其次是聚苯乙烯和聚丙烯。
同期聚乙烯消费量年均增长率为17.2％，聚丙稀为21.0％，聚氯乙稀为18.0％，聚苯乙烯为20.4％，ABS为32.7％，聚丙烯和苯乙烯树脂有更快的消费增长速度。
具体情况可以参见表2-1.
表2-11990－2004年我国通用树脂的产量和消费量增长率情况（％）
聚乙烯
聚丙烯
聚氯乙烯
聚苯乙烯
ABS
合计
产量增长率
13.5
21.7
14.4
30.1
45.9
17.2
消费量增长率
17.2
21.0
18.0
20.4
32.7
19.0
2.3、中国塑料工业的空间布局特征
从塑料制品产量的地区分布看，珠三角和长三角具有明显的优势，广东、浙江和江苏三省的产量合计1041.8万吨，占全国塑料制品总产量的56.4％。
从各省塑料制品分品种产量占全国同类产品产量的比重看：
广东省的塑料薄膜、塑料包装箱及容器、日用塑料制品、其他塑料制品产量居全国首位；浙江省的塑料棒管材、塑料人造革、塑料合成革位居全国之首；江苏省的泡沫塑料产量位全国第一；辽宁省的塑料板片材产量位居全国之首；山东省的塑料丝及编织品产量居全国首位。
总体而言，中国塑料制品行业具有明显的地域性，主要生产地区基本都集中在东南沿海地区，这和我国主要工业的空间布局特征相似。
政策、资金、技术、劳动力和地理位置等因素是造成这种结果的主要原因，今后，随着西部大开发的推进，中西部地区缩生产的塑料制品的比重将有所加大，但由于交通状况短期内难以发生明显改观，塑料制品行业空间布局特征也难以在短期内有大的改变。
下面列举2004年中国塑料制品业销售收入前20名企业名单和2009年2月份全国不同地区的PVC粉的报价单，分别见表2-2和2-3.
表2-22004年中国塑料制品业销售收入前20名企业名单
表2-32009年2月国内市场PVC粉出厂价格
产品
地区
生产企业名称
级别
树脂型号
价格
涨跌
备注
PVC粉
东北
辽宁锦化
电石法PVC树脂
SG-5
0/0
4万吨电石法装置停车检修无报价，8万吨乙烯法装置处于停车状态。
PVC粉
东北
四平昊华
电石法PVC树脂
SG-3，SG-5
5900-5900
0/0
当地自提报价
PVC粉
华北
明天科技
电石法PVC树脂
SG-5
0/0
停产检修，无报价
PVC粉
华北
内蒙古临海
电石法PVC树脂
SG-5
0/0
11月25号开车目前无报价
PVC粉
华北
内蒙亿利
电石法PVC树脂
SG-5
6000-6000
0/0
华东出库报价，接收部分承兑
PVC粉
华北
天津化工
电石法PVC树脂
SG-5，SG-7，SG-8
0/0
不公开报价，一单一谈
PVC粉
华北
LG大沽
乙烯法PVC树脂
TL1300，TL1000，TL800
6400-6500
0/0
华东送到报价，货源不多
PVC粉
华北
北化二
乙烯法PVC树脂
SG-3，SG-5，SG-7
0/0
2007年11月20日起停车
PVC粉
华北
天津大沽
所有生产工艺
DG1000，DG800
6100-6300
0/0
十一月货源华东和华南市场送到价格。
PVC粉
华东
北方氯碱
电石法PVC树脂
SG-3，SG-5
0/0
停车，无库存
PVC粉
华东
杭电化
电石法PVC树脂
SG-3
6000-6400
0/0
SG5出厂报6000元/吨，SG3出厂报6300-6400元/吨
PVC粉
华东
济宁金威
电石法PVC树脂
SG-5
6800-6800
0/0
SG5省内报6800元/吨，接受部分承兑，3型料暂不生产
PVC粉
华东
济宁中银
电石法PVC树脂
SG-3
6300-6300
0/0
3型料省内出厂报价
PVC粉
华东
山东海力
电石法PVC树脂
SG-5
0/0
停车检修，无报价
PVC粉
华东
浙江巨化
电石法PVC树脂
SG-2，SG-3，SG-5
0/0
开工率较低，SG2不对外报价
PVC粉
华东
常州汉河
混合法PVC树脂
S1300,S1000,S800
0/0
停车检修，无报价
PVC粉
华东
南通江山
混合法PVC树脂
S1300,S1000
0/0
停车检修，无报价
PVC粉
华东
上海氯碱
乙烯法PVC树脂
WS1300，WS1000，WS800
6300-6400
200/200
十二月货源送到报价
PVC粉
华东
苏州华苏
乙烯法PVC树脂
HS1000，HS800
6100-6200
0/0
12月份货源出厂报价
PVC粉
华东
台塑宁波
乙烯法PVC树脂
S60，S65，S70
6100-6200
0/0
PVC粉
华东
中石化北京
乙烯法PVC树脂
QS系列，S系列
6150-6250
50/100
挂牌结束
PVC粉
华南
东南电化
电石法PVC树脂
SG-3，SG-5
0/0
延期结算
PVC粉
华南
东曹广州
乙烯法PVC树脂
TG系列
930-930
0/0
单位：
美元/吨（送到工厂），十月货源价格
PVC粉
华中
昊华宇航
电石法PVC树脂
SG-5
6000-6100
0/0
省内出厂报价；华东地区自提报价6200-6250/吨
PVC粉
华中
湖南株化
电石法PVC树脂
SG-5，SG7
0/0
计划于本月9日左右检修，目前暂时封盘不报价
PVC粉
西北
宁夏金昱元
电石法PVC树脂
SG-5
5900-5900
0/0
华东仓库自提报价。
20万吨装置已开车。
PVC粉
西北
陕西金泰
电石法PVC树脂
SG-5
6200-6300
0/0
华东自提报价
PVC粉
西北
西部氯碱
电石法PVC树脂
SG-5
0/0
一单一谈，无报价
PVC粉
西北
新疆天业
电石法PVC树脂
SG-5，SG7
0/0
一单一谈，无报价
PVC粉
西北
新疆中泰
电石法PVC树脂
SG-5
6100-6300
0/0
江苏价格
PVC粉
西南
宜宾天原
电石法PVC树脂
SG-5，M700，M800
0/0
暂不对外报价
3聚氯乙烯（PVCRESIN）的个性浅析
3.1聚氯乙烯概述
聚氯乙烯树脂是由氯乙烯单体（VinylChlorideMonomer，简称VCM）聚合而成的热塑性高分子聚合物，其结构单元（-CH2-CHCl-）n，n为聚合度，其英文名称为PolyvinylChloridePolymer，我们通常简称为PVC或PVC树脂。
1872年，Baumann合成了聚氯乙烯，1912年，德国人FritzKlatte合成了PVC，并在德国申请了专利，但是在专利过期前没有能够开发出合适的产品。
1926年，美国W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加热下溶于高沸点溶剂中，在冷却后，意外地得到柔软、易于加工、且富于弹性的增塑聚氯乙烯。
这一偶然发现打开了聚氯乙烯工业化的大门，成为五大通用树脂中最早工业化的产品。
1931年德国法本公司在比特费尔德用乳液法生产聚氯乙烯。
1941年，美国又开发了悬浮法生产聚氯乙烯的技术。
1958年我国自行研究设计的第一套聚氯乙烯--年产3kt的装置在辽宁锦西化工厂建成投产，这是中国塑料工业进入一个新时期的标志。
几十年来，聚氯乙稀以其具有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气）、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树脂总消费量的29%。
聚氯乙烯树脂是一种白色粉末或颗粒，粒径60～250μm，表观密度0.40～0.60g/cm3，有光泽。
透明度胜于聚乙烯、聚苯烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。
聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。
但其耐热性较差，软化点为80℃，于130℃开始分解变色，并析出HCI。
PVC制品视增塑剂含量多少可分为软、硬制品，一般增塑剂含量0～5份为硬质品，5～25份为半硬质品，大于25份为软质品。
聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，主要用于生产电线电缆、各种用途的膜、铺地材料、织物涂层、人造革、各类软管、手套、玩具、塑料鞋以及一些专用涂料和密封剂等。
，也可生产板材、门窗、管道和阀门、硬片、瓶类中空容器塑料硬制品。
PVC的应用大致可分为压注、吹塑、挤出、注射，挤出等。
比例如图2-1。
图2-1PVC市场应用比例图
3.2聚氯乙烯的物理性质
聚氯乙烯属非结晶性高聚物，外观为白色粉末，其玻璃化温度依分子量大小为溶于水，酒精，汽油，在醚、酮及芳烃中能溶胀或溶解。
聚氯乙烯树脂，外观为105-75℃，与其他通用塑料相比，聚氯乙烯具有阻燃性和自熄性的特点，具有极好的耐化学腐蚀性，不白色稳定性粉末，粒径为60-250um,表观密度为0.4-0.6g/ml，100ml环己酮含0.5克树脂的稀溶液粘数80-160ml/g，常温下100g树脂吸收增塑剂20-30克。
另外，PVC属可燃性物体，在常温下特性稳定，但与粉尘或粉气会形成爆炸性化合物。
涉及PVC包装和存储时，PVC应存于阴凉通风处，远离火种，热源。
防暴晒、雨淋、防潮、防高温，配备相应品种和数量的消防器材。
3.3PVC的应用及制备方法
3.3.1PVC的应用
PVC制品视增塑剂含量多少可分为软、硬制品，一般增塑剂含量0～5份为硬质品，5～25份为半硬质品，大于25份为软质品。
聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工，主要用于生产电线电缆、各种用途的膜、铺地材料、织物涂层、人造革、各类软管、手套、玩具、塑料鞋以及一些专用涂料和密封剂等。
也可生产板材、门窗、管道和阀门、硬片、瓶类中空容器塑料硬制品。
3.3.2、PVC的制备方法
3.3.2.1、氯乙烯单体的制备
工业上制备氯乙烯的方法主要有：
乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。
1）、乙炔法：
乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法，乙炔可由电石（碳化钙）与水作用制得。
此法能耗大，目前用此法生产氯乙烯制造PVC树脂主要集中在我国，占我国PVC树脂总量的一半以上。
2）、联合法：
由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷，然后在加压条件下将其加热裂解，脱去氯化氢后得到氯乙烯，副产品氯化氢再与乙炔反应又制得氯乙烯。
3）、乙烯氧氯化法：
使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水，二氯乙烷再经裂解，生成氯乙烯。
副产的氯化氢在回收到氧氯化工段，继续反应。
4）、乙烯平衡氧氯化法：
是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。
乙烯与氯反应生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。
氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。
氯化氢回收后，继续参与氧氯化反应。
进入90年代以后，国外先后开发了一些生产氯乙烯单体的新工艺。
例如开发出不产生水的直接氯化/氯化氢氧化工艺；使用最便宜的乙烷作原料，直接氧氯化生产氯乙烯单体的技术；二氯乙烷/纯碱工艺生产氯乙烯单体的新技术路线等。
3.3.2.2氯乙烯的聚合
在工业化生产氯乙烯均聚
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