1.3　影響氯化聚乙烯性能的主要因素

氯化聚乙烯的性能主要受下列三種因素的影響。

1.3.1　原料聚乙烯的品種

在相同的氯化工藝條件下，原料聚乙烯的品種及其性能決定著生成的氯化聚乙烯的加工性能及物理機械性能。例如同為低壓聚乙烯，但因它們的基本性質不同，用同一氯化方法制成相同氯含量的氯化聚乙烯，同一配方對比，其純膠性能、硫化膠性能以及改性聚氯乙烯硬板的物理機械性都有所不同，示例見表1-1。

一般常用密度為0.93～0.96g/cm3，平均分子量為5萬～25萬，熔融指數在0.01～2.0g/10min之間的聚乙烯來制造氯化聚乙烯。采用范圍如此寬的原材料，加之各種不同的氯化工藝路線和工藝條件，因此所制成的氯化聚乙烯性能有一定的差異。

1.3.2　含氯量

氯化聚乙烯的氯化程度對其性能影響很大。氯含量低于15%時是塑料；氯含量為16%～24%時是熱塑性彈性體；氯含量在25%～43%之間為橡膠狀彈性體；氯含量為49%～58%時為類似皮革狀的半彈性硬聚合物；氯含量高至73%時則成為脆性樹脂。在低壓聚乙烯中引進約30%的氯，結晶會完全消失。作為橡膠彈性體，氯含量最好在30%～42%范圍內。非結晶性氯化聚乙烯的基本物理機械性能與含氯量的關系如圖1-2所示。

目前商品氯化聚乙烯的含氯量大多在25%～45%的范圍內。一般氯含量增大時，耐油、耐透氣性、阻燃性變好；氯含量降低，則耐寒性、回彈性、抗壓彎曲性能較佳。

1.3.3　氯的分布狀態及結晶性

氯化聚乙烯中氯的分布根據氯化條件的不同會有較大的差異，從而導致橡膠特性、加工性能等的不同。

例如，氯化反應溫度在原料聚乙烯的結晶熔點以下，選擇盡可能高的溫度使氯化反應均勻，同時氯的分布盡可能分散，因此原料聚乙烯殘存的結晶消失，而得到橡膠性良好的氯化聚乙烯；但是有時卻需要在比較低的溫度下氯化，使氯分布不均勻，保持部分殘存結晶，雖然降低了橡膠性，但獲得保持聚乙烯良好的電性能的特殊用途的氯化聚乙烯。

根據氯化時的溫度不同，將得到不同構型的嵌段氯化聚乙烯，有下列四種情況。

（1）在聚乙烯熔點以上溫度進行水相懸浮氯化，則氯在聚乙烯中呈現無規分布：

（2）在聚乙烯熔點以下水相懸浮氯化，氯在聚乙烯分子中分布如下：

（3）先在聚乙烯熔點以下水相懸浮氯化，然后在熔點以上氯化，氯在聚乙烯分子中分布如下：

（4）先在聚乙烯熔點以上水相懸浮氯化，再在熔點以下氯化，氯在聚乙烯分子中的分布為：

因此，氯化聚乙烯可根據氯化工藝的不同，通過改變反應條件控制氯的分布。盡管使氯含量相同，但會得到非結晶性的橡膠狀彈性體及適度結晶的不同性能的氯化聚乙烯。

對高分子材料而言，除了大分子本身的結構外，還需要考慮大分子的聚集狀態。氯化聚乙烯分子結構的不規整性，增加了分子間距離，使PE由高度結晶的聚集態轉變為松散的無定形結構。當氯含量超過25%，氯化聚乙烯分子鏈就成為柔性的分子鏈（呈現出橡膠特性）。但當含氯量超過45%，隨著分子中氯原子數增加，分子間吸引力增大，又由于氯原子體積大，分子鏈剛性增加（內旋轉受阻），氯化聚乙烯逐漸呈類似聚氯乙烯的塑料特征。隨著氯含量增加，硬度增加，脆性增加。

氯化聚乙烯結晶度在工業上是以測定TAC值來表征的。TAC值越大，表示結晶度越高，反之，TAC值接近零時，則為無結晶的橡膠型氯化聚乙烯。

綜上所述，氯化聚乙烯的結構遠比單體經聚合或縮合成的高分子材料的結構要復雜得多。