Фундаментальным принципом формирования смолы ПВХ является полимеризация мономеров винилхлорида в полимерные цепи. Винилхлорид имеет молекулярную формулу CH₂=CHCl; под действием инициатора двойная связь углерода-углерода разрывается с образованием активного центра. Затем этот центр подвергается последовательным реакциям присоединения с другими молекулами винилхлорида, связывая мономеры во все более длинные цепи, в конечном итоге образуя поливинилхлорид. Его основная структурная единица — -CH₂-CHCl-. По мере полимеризации молекулярные цепи удлиняются, и мономеры винилхлорида в системе постепенно превращаются в смолу ПВХ. В промышленном производстве такие параметры, как температура полимеризации, дозировка инициатора, время реакции и условия перемешивания, контролируются для достижения желаемой степени полимеризации и морфологии частиц.
Свойства смолы ПВХ тесно связаны с ее молекулярной структурой. Присутствие атомов хлора в молекулярных цепях ПВХ придает определенную степень полярности и облегчает сильные межмолекулярные взаимодействия; следовательно, ПВХ обычно демонстрирует высокую твердость и жесткость при комнатной температуре, а также отличную стойкость к химической коррозии и электроизоляционные свойства. Однако из-за сильных межмолекулярных сил чистый ПВХ имеет относительно низкую гибкость и требует высоких температур для обработки; кроме того, он склонен к дегидрохлорированию при нагревании. Чтобы решить эту проблему, во время производства обычно добавляют такие добавки, как термостабилизаторы и смазочные материалы, чтобы повысить стабильность во время обработки и облегчить лучшую пластификацию и формование.
Пластификаторы действуют главным образом путем изменения динамики взаимодействия между молекулярными цепями ПВХ. Когда молекулы пластификатора проникают в пространство между цепями ПВХ, они уменьшают межмолекулярные силы и облегчают относительное движение цепи, тем самым снижая температуру стеклования материала и увеличивая его гибкость и удлинение. Следовательно, регулируя тип и дозировку пластификаторов, ПВХ можно превратить из жесткого материала в материал со значительной гибкостью. Кроме того, добавление стабилизаторов, наполнителей, смазочных материалов и других функциональных добавок позволяет точно-настраивать такие свойства, как термическая стабильность, текучесть обработки, механическая прочность и устойчивость к старению. Таким образом, хотя фундаментальные свойства ПВХ-смолы вытекают из ее молекулярной структуры, конечные характеристики реального продукта являются результатом совокупного воздействия этой молекулярной структуры, состава добавок и используемых методов обработки.
