PVC专用料的研究进展
PVC树脂难燃、耐油、耐化学药品腐蚀及耐水，而PVC电缆料具有物理机械性能好、电性能优良、耐油性等特点，是电线电缆行业理想的包覆材料。PVC 电缆专用料开发的方向主要集中在提高PVC材料的耐热性、阻燃抑烟性、环保性等方面。 1.1交联
为提高电缆料的耐热性，交联是比较有效的方法。通过使用定量的交联剂等化学试剂，或采用高能射线产生活性自由基等交联方法形成网状结构。这些网状结构的存在使链段之间难以滑移，可提高材料的热变形温度。交联的方法主要有γ射线、高能电子射线、紫外线辐射交联和化学交联。辐射最好的氮气保护下进行。三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的交联效率优于三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三烯丙基异氰酸酯等交联剂。PVC电缆料，经辐射交联后，线缆耐温等级可提高到105℃以上。 PVC化学交联方法主要是硅烷交联、过氧化物交联、胺类交联等。硅烷交联PVC，先要硅烷接枝PVC，然后使其水解产生交联结构。使用的偶联剂，多数研究中用巯基的烷氧基硅烷和氨基硅烷，其反应是巯基或氨基对PVC大分子链上的亲核取代反应。硅烷用量一般为1.5-8.0份。然后在水或水蒸气中加热交联。
交联后的电缆料具有很好的热稳定性，并且发现，在高湿度条件下，该料的强度、热稳定性和耐溶剂性都有明显改进。硅烷交联PVC电缆料使用温度比普通电缆料使用温度可提高20℃。
1.2阻燃抑烟
PVC树脂本身具有良好的阻燃性，但作为电缆的绝缘料和护套料使用时，需要在PVC树脂中加入大量的增塑剂，从而导致体系的氯含量降低，阻燃性下降。如加入60phr的增塑剂，体系含氯量可由56%降到36%，氧指数（01）值最低可降到22%.加上PVC的生烟量大，其最大烟密度（Dm）高达720,PVC的抑烟具有重要意义。美国、日本等国的国家标准和国际标准对阻燃、低烟材料的燃烧性能要求是01值不小于30%，氯化氢释放量小于100mg/g，Dm小于300，。其物理机械性能、电学性能和加工性能满足电线电缆标准的要求。阻燃、抑烟的方法是采用阻燃性增塑剂部分或全部代替常规增塑剂，如三芳基磷酸酯和烷基二芳基磷酸酯，协效阻燃增塑剂为氯化石蜡；无机阻燃剂主要有锑化合物（如三氧化二锑）、锌化合物（如硼酸锌）、钼化合物（三氧化钼、八钼酸胺）、氢氧化镁、氢氧化铝等。一般采用阻燃剂、抑烟剂和阻燃填料并用的阻燃方法。氢氧化镁、氢氧化铝具有阻燃、消烟功能，不会产生二次污染，被称为无公害阻燃抑烟剂，目前得到广泛使用。
1.3热稳定剂环保化
由于环保的要求，因此PVC电缆料的热稳定剂逐步采用有机锡或钙锌复合稳定剂。在国外PVC热稳定
剂产量最大的Barolcher公司推出Boerostab和Baeropan MC系列固体钙锌热稳定剂，可用于90和105℃PVC电缆料。
2管材专用料
PVC管材是PVC树脂应用最大的产品之一。PVC管分为给水管、排水管、建筑电线穿线护套管等。管材专用料的研究和开发方向主要表现在以下几个方面：首先，给水管材专用料的开发集中在解决小口径管材不能同时满足
ISO4422-1——1996中对落锤冲击和静液压性能要求的问题；排水管专用料的开发主要是解决噪音难题。其次，管材助剂体系采用环保助剂体系。最后，开发耐热管材专用料，满足不断增长的市场需要。早在50年代，国外就将PVC管广泛用于室内外给水管道中。特别是欧美各国，在给水管总长度中，PVC管就占各种管材的10%-60%，大有取代金属管的趋势。目前，在我国新建、改建及扩建工程中，建筑排水管道80%采用塑料管，建筑雨水排水管道60%采用塑料管，城市排水管道30%采用塑料管。PVC给水管应用市场也逐步扩大。预计到2020年，全国新建城市室内排水管的90%、电线保护管的95%、雨水管的70%和城市给水管的80%都将采用PVC塑料管。 2.1热稳定剂环保化
PVC管材专用料的热稳定剂环保化是大势所趋。铅盐类热稳定剂是PVC最早使用的热稳定剂，一般具有很强的结合氯化氢的能力，形成的氯化铅等产物稳定，且对PVC脱氯化氢没有促进作用，因此其长期热稳定性好。20世纪90年代以来，由于铅、镉等重金属对人体毒害和对环境的严重污染，欧洲和美国、日本等发达国家开始限制使用铅热稳定剂。欧洲从2003年开始进一步限制使用铅热稳定剂，其饮用水含铅允许量从50μg/L降到25μg/L，2013年降为10μg/L。国外开始研究PVC热稳定剂的无毒化及其应用。美国首先在有机锡热稳定剂研究上取得重要进展，走上主要使用有机锡热稳定剂的发展方向，而欧洲各国则致力于发展无毒钙锌复合热稳定剂。我国长期以来主要使用铅热稳定剂，无毒热稳定剂用量不到15%。随着我国民众环保意识增强，无毒热稳定剂用量会大幅度提高。
2.2发泡
为解决PVC排水管的落水噪音，达到轻量化、性能好的要求，国内相继引进或开发了三层复合、芯层发泡、表层不发泡的共挤出技术，齐鲁石化树脂研究所开发出芯层发泡专用料配方。青岛科技大学吴其晔等人通过研究含吸放热平衡型新型复合发泡剂的低发泡PVC管材专用料配方及受限自由发泡挤出成型工艺，开发出制品表面光洁坚硬、芯层泡孔结构细小致密、表观密度可控的低发泡PVC管材。
2.3耐热改性
PVC的维卡软化点只有80℃，因此限制了其使用范围。为了改善PVC的耐热性能，通过共混可达到目
的。用氯化聚氯乙烯（CPVC）进行改性。CPVC是PVC进一步氯化的产物，其氯含量可由56.7%增加至74.0%，一般为63.0%-69.0%，作为一种耐热PVC改性品种，CPVC同PVC共混可以提高PVC的热变形温度。实验发现，随着CPVC中氯含量的增加，热变形温度上升，但氯含量太高，熔体粘度高、加工成型困难，与PVC的相容性变差，如氯含量65.2%的CPVC同PVC能很好地相容混合，用Brabender塑化仪和双辊开炼机混合制得的共混物只有一个玻璃化转变温度；耐氯含量的67.5%的CPVC同PVC不相容。另外，苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMAH）可提高PVC的耐热性，还可以改进PVC的加工性能，并随着SMAH量的增加，PVC/SMAH合金的耐热性变好。马来酰亚胺及其衍生物和CPVC共混可以改进PVC的耐热性。袁辉志、彭学成等人开发的耐热改性剂QMT-01（N-苯基马来酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯共聚物）、
CPVC、PVC、有机锡体系管材配方，其管材维卡软化点可达到100℃。以上几种PVC专用料主要用于热水管的开发。
3医药专用料
PVC医药专用料广泛用于输液管、血液、袋式人工肺（氧合器）、人工腹膜、人工尿道等的制作。由于PVC柔韧性好、成本低，所以一次性医用制品市场在日益扩大。如一次性PVC手套的用量增长很快，其性能优于乳胶手套，包括韧性、耐刺孔性。
土壤保水剂
作为PVC医药专用料，要求其不含毒性物质、溶出性小、生物相容性好(如溶血性低、抗凝血性好等)，因此要求PVC树脂本身在合成过程中不使用有毒的引发剂、溶剂等聚合助剂,PVC树脂中氯乙烯单体含量要小。
医药PVC专用料的研究主要集中在引发体系，如引发剂、溶剂等的替代及降低PVC树脂中氯乙烯的残留量等。医药专用料还要求制品的透明度和柔软性，因此国内在助剂添加和改性等方面也进行了开发与应用：
1.增塑剂选择。可以采用不易渗出的大分子增塑剂，避免小分子增塑剂在PVC制品使用过程中不断渗出和迁移，污染与之接触的血液和输送液等。
2.通过接枝共聚合，减少增塑剂渗出，如丙烯酸和甲基丙烯酸接枝PVC，一般采用PVC制品表面接枝方法。另外，甲基丙烯酸-2-羟基酯采用溶液法与PVC接枝共聚得到的接枝共聚物不仅具有高的玻璃化温度值和良好的物理力学性能，而且具有优良的耐化学品、耐辐射和生物相容性能。
PVC在电缆生产中的应用
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电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率电能的电缆产品，其中包括1-500KV以及以上各种电压等级，各种绝缘的电力电缆。在电力线路中，电缆所占的比重正逐渐增加。
电力电缆的基本结构由线芯（导体）、绝缘层、屏蔽层和保护层四部分组成，按绝缘材料分：
1、油浸纸绝缘电力电缆
以油浸纸作绝缘的电力电缆。其应用历史最长。它安全可靠，使用寿命长，价格低廉。主要缺点是敷设受落差限制。自从开发出不滴流浸纸绝缘后，解决了落差限制问题，使油浸纸绝缘电缆得以继续广泛应用。
监控八角杆2、塑料绝缘电力电缆
绝缘层为挤压塑料的电力电缆。常用的塑料有聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯。塑料电缆结构简单，制造加工方便，重量轻，敷设安装方便，不受敷设落差限制。因此广泛应用作中低压电缆，并有取代粘性浸渍油纸电缆的趋势。其最大缺点是存在树枝化击穿现象，这限制了它在更高电压的使用。
3、橡皮绝缘电力电缆
绝缘层为橡胶加上各种配合剂，经过充分混炼后挤包在导电线心上，经过加温硫化而成。它柔软，富有弹性，适合于移动频繁、敷设弯曲半径小的场合。
新矿集团翟镇煤矿宏建电缆有限责任公司现在生产矿用2KV以下电缆，其电缆电缆屏蔽层、保护套和绝缘层的PC专用料由三家不同厂家提供，一年需求量大约在200吨。
黄的屏蔽层由临朐弘润达橡塑有限公司生产，价格约7800元/吨；黑的保护套由潍坊雅尔塑胶有限公司生产，价格约7000元/吨；红的绝缘层由潍坊展新新材料有限公司生产，价格较屏蔽层和保护套昂贵，但价格有波动。
公司现在正在扩建，以后将可生产10KV以下高压电缆，并大量采用交联料（强度大，耐热性强）。PVC交联的方法主要有γ射线、高能电子射线、紫外线辐射交联和化学交联。
公司生产目标在三年内收入过亿，利润率大约在7-8%。
PVC管在煤矿生产中的应用
1、煤矿用管道的种类
煤矿生产需要大量的各种不同性能要求的管道，主要分为瓦斯抽放、给、排水、送风和喷浆等四大类用途。截止目前为止，上述所有种类的管道，基本上是以钢管为主，尤其是给排水管道和瓦斯抽放管道。
在煤矿的安全事故中，引起事故的主要原因就是瓦斯爆炸，瓦斯治理当前已成为煤矿安全工作中的重中之重。瓦斯治理工作的基础是瓦斯的抽放，将存在爆炸危险的瓦斯气体通过管道引出矿井。在瓦斯抽放系统的所有设备投资中，管道所占比例很大。因此，选择性能可靠、安装方便，价格便宜，使用
寿命长的抽放瓦斯管材，对煤矿安全和降低生产成本有着极其重要的意义。
2、钢管用于煤矿所产生的问题
煤矿的工程技术人员早已发现传统的钢管在煤矿中应用时存在许多弊端，主要表现在如下几方面：
（1）使用寿命短
砂浆回收寿命短的主要原因是钢管锈蚀所造成的。煤矿处于地下深处，环境潮湿阴暗，通风不良，无可避免造成钢材锈蚀严重。尤其是很多矿井中的水或呈碱性或呈酸性，更加剧了管道的腐蚀。
（2）安装困难
受矿井下巷道空间的影响，工作面安装时基本上是靠人力运输，费时费力，对重量大的钢管尤其是大口径管道，给安装工作带来极大困难。
（3）维护和防腐成本高。
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安装前所有钢管均需要进行工序复杂的防腐工作，因环境严酷，防腐层易被破坏，需不断地进行周期性维护，需相当数量的人工成本和材料成本。由于井下严禁动火，损坏的管道只能拆卸后运至安全区域进行焊接维修工作。（4）安全隐患
钢管尽管有着优异的抗静电性能，没有产生静电火花之忧，但钢管与金属工具、器材等发生碰撞时仍有产生火花的可能，这就有可能成为引起瓦斯爆炸的隐患。
3、塑料管道在煤矿中的应用情况
鉴于钢管在煤矿中应用所存在的问题，目前很多矿井的给、排水和瓦斯抽放管路都逐步推行采用塑料管（PE管和PVC管）。根据煤矿用管道安全技术规程MT181的要求，煤矿用塑料管除了有一定的力学性能外还必须要满足抗静电和阻燃（通称为双抗）的要求。目前矿井应用最广的是聚乙烯（PE管）双抗管和聚氯乙烯双抗管（PVC管）。
聚乙烯（PE管）双抗管和聚氯乙烯双抗管（PVC管）的特点：
（1）稳定的阻燃、抗静电性。管体中均匀分布着充足的阻燃、抗静电离子，运行安全可靠；生产标准执行煤炭行业标准MT558.1---2005，并且取得了煤炭安全标志认证。
（2）可靠的安全性。具有较强的韧性，抗快速开裂性能高；同时，铺设施工方便，遇突发事件，易于排险。
（3）抗磨性能高。实验证明，PE（聚乙烯）管和PVC（聚氯乙烯）管抗磨损能为钢管的4倍。
（4）具有优良的环刚度和柔韧性，抗震、耐冲击、抗老化、耐腐蚀性。温度范围广，安全使用范围为-20℃--+40℃，可以适用于各种环境和地质条件。（5）塑料管都具有内壁光滑不结垢的特点（绝对粗糙度k=0.01mm，且k值不随时间变化），使得管道的介质运行阻力小，在一定程度上起到节能降耗的作用，同时，使用寿命延长。
（6）耐化学腐蚀好，不生锈、不需要防腐处理。
（7）电绝缘性能优良，不需要焊接，易于煤矿井下的安全；
（2）良好的施工性能和经济性能。塑料管密度小，仅为铁的1/8，因此，其重量轻易于煤矿井下搬运和安装，特别是在大管径管路上优势明显，降低工人动强度，提高工作效率；从经济性分析上看，塑料管成品就含有连接件的费用管子到场后无需再做防腐处理直接下井安装，预算施工费用较钢管低，塑料管使用年限比钢管长，从而降低了使用过程的维护费用，据测算，在充分考虑管的寿命情况下，塑料管的综合费用只有钢管的1/3，比价经济性能较为明显。
纵上所述，在煤矿中用塑料管道替代传统的钢管进行供、排水和瓦斯抽放，不管是从技术方面还是从经济性能方面都具有明显的优越性。目前已有厂家根据管材适用要求不同，生产出带有各种颜管材，例如，瓦斯抽放管为黄管、给水管为蓝管、排水管为黑管，这样更加方便了井下标准化管理和维护，并且从长远的经济角度考虑，给企业带来的经济效益是显著的，从节约资源方面，也符合
当前国家积极倡导的节能减排政策。
市场上的矿用PVC管道主要生产技术有以下几类：
1、采用“三层共挤工艺”：管道内外层采用1毫米厚度的抗静电阻燃PVC，中心骨架层全部采用PVC。采用这种工艺复合强度高，共挤层厚度易于调整，制造成本大幅降低。该工艺技术难点在于设备投资较大并且模具需要专用模具。
2、采用“双层涂敷工艺”：在管道内外层涂敷导电剂，生产工艺简单，生产成本极低，但安全性能差，在采矿作业中可用于一次性的“尾抽”管上使用。
天线制作3、采用“金属增强层复合工艺”：面层为聚氯乙烯而芯层为金属增强层的复合管材。
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