1.3　影响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种因素的影响。

1.3.1　原料聚乙烯的品种

在相同的氯化工艺条件下，原料聚乙烯的品种及其性能决定着生成的氯化聚乙烯的加工性能及物理机械性能。例如同为低压聚乙烯，但因它们的基本性质不同，用同一氯化方法制成相同氯含量的氯化聚乙烯，同一配方对比，其纯胶性能、硫化胶性能以及改性聚氯乙烯硬板的物理机械性都有所不同，示例见表1-1。

一般常用密度为0.93～0.96g/cm3，平均分子量为5万～25万，熔融指数在0.01～2.0g/10min之间的聚乙烯来制造氯化聚乙烯。采用范围如此宽的原材料，加之各种不同的氯化工艺路线和工艺条件，因此所制成的氯化聚乙烯性能有一定的差异。

1.3.2　含氯量

氯化聚乙烯的氯化程度对其性能影响很大。氯含量低于15%时是塑料；氯含量为16%～24%时是热塑性弹性体；氯含量在25%～43%之间为橡胶状弹性体；氯含量为49%～58%时为类似皮革状的半弹性硬聚合物；氯含量高至73%时则成为脆性树脂。在低压聚乙烯中引进约30%的氯，结晶会完全消失。作为橡胶弹性体，氯含量最好在30%～42%范围内。非结晶性氯化聚乙烯的基本物理机械性能与含氯量的关系如图1-2所示。

目前商品氯化聚乙烯的含氯量大多在25%～45%的范围内。一般氯含量增大时，耐油、耐透气性、阻燃性变好；氯含量降低，则耐寒性、回弹性、抗压弯曲性能较佳。

1.3.3　氯的分布状态及结晶性

氯化聚乙烯中氯的分布根据氯化条件的不同会有较大的差异，从而导致橡胶特性、加工性能等的不同。

例如，氯化反应温度在原料聚乙烯的结晶熔点以下，选择尽可能高的温度使氯化反应均匀，同时氯的分布尽可能分散，因此原料聚乙烯残存的结晶消失，而得到橡胶性良好的氯化聚乙烯；但是有时却需要在比较低的温度下氯化，使氯分布不均匀，保持部分残存结晶，虽然降低了橡胶性，但获得保持聚乙烯良好的电性能的特殊用途的氯化聚乙烯。

根据氯化时的温度不同，将得到不同构型的嵌段氯化聚乙烯，有下列四种情况。

（1）在聚乙烯熔点以上温度进行水相悬浮氯化，则氯在聚乙烯中呈现无规分布：

（2）在聚乙烯熔点以下水相悬浮氯化，氯在聚乙烯分子中分布如下：

（3）先在聚乙烯熔点以下水相悬浮氯化，然后在熔点以上氯化，氯在聚乙烯分子中分布如下：

（4）先在聚乙烯熔点以上水相悬浮氯化，再在熔点以下氯化，氯在聚乙烯分子中的分布为：

因此，氯化聚乙烯可根据氯化工艺的不同，通过改变反应条件控制氯的分布。尽管使氯含量相同，但会得到非结晶性的橡胶状弹性体及适度结晶的不同性能的氯化聚乙烯。

对高分子材料而言，除了大分子本身的结构外，还需要考虑大分子的聚集状态。氯化聚乙烯分子结构的不规整性，增加了分子间距离，使PE由高度结晶的聚集态转变为松散的无定形结构。当氯含量超过25%，氯化聚乙烯分子链就成为柔性的分子链（呈现出橡胶特性）。但当含氯量超过45%，随着分子中氯原子数增加，分子间吸引力增大，又由于氯原子体积大，分子链刚性增加（内旋转受阻），氯化聚乙烯逐渐呈类似聚氯乙烯的塑料特征。随着氯含量增加，硬度增加，脆性增加。

氯化聚乙烯结晶度在工业上是以测定TAC值来表征的。TAC值越大，表示结晶度越高，反之，TAC值接近零时，则为无结晶的橡胶型氯化聚乙烯。

综上所述，氯化聚乙烯的结构远比单体经聚合或缩合成的高分子材料的结构要复杂得多。